类加载器和双亲委派机制

什么是类加载器

Java类加载器是Java运行时环境的一部分,负责动态加载Java类到Java虚拟机的内存空间中。类通常是按需加载,即第一次使用该类时才加载。由于有了类加载器,Java运行时系统不需要知道文件与文件系统。

它是干什么的

类加载器它是在虚拟机中完成的,负责动态加载Java类到Java虚拟机的内存空间中,在经过 Java 编译器编译之后就被转换成 Java 字节代码(.class 文件)。类加载器负责读取 Java 字节代码,并转换成 java.lang.Class类的一个实例。

类加载的种类

JVM预定义有三种类加载器,当一个 JVM启动的时候,Java开始使用如下三种类加载器:

启动类加载器(Bootstrap Class Loader)

最顶层的加载类,由C++实现,负责加载 %JAVA_HOME%/lib目录下的jar包和类,或者被 -Xbootclasspath参数指定的路径中的所有类。

启动类加载器无法被Java程序直接引用,用户在编写自定义类加载器时,如果需要把加载请求委派给引导类加载器去处理,那直接使用null代替即可。

扩展类加载器(Extension Class Loader)

主要负责加载目录 %JRE_HOME%/lib/ext 目录下的jar包和类,或被 java.ext.dirs 系统变量所指定的路径下的jar包。

应用程序类加载器(Application Class Loader)

也叫系统类加载器。面向我们用户的加载器,负责加载当前应用classpath下的所有jar包和类。

如果应用程序中没有这个自定义过自己的类加载器,一般情况下这个就是程序中默认的类加载器。

双亲委派模型

介绍

每一个类都有一个对应它的类加载器。系统中的 ClassLoder 在协同工作的时候会默认使用 双亲委派模型 。即在类加载的时候,系统会首先判断当前类是否被加载过。已经被加载的类会直接返回,否则才会尝试加载。加载的时候,首先会把该请求委派该父类加载器的 loadClass() 处理,因此所有的请求最终都应该传送到顶层的启动类加载器 BootstrapClassLoader 中。当父类加载器无法处理时,才由自己来处理。当父类加载器为null时,会使用启动类加载器 BootstrapClassLoader 作为父类加载器。

ClassLoader

工作过程

如果一个类加载器收到了类加载的请求,它首先不会自己去尝试加载这个类,而是把这个请求委派给父类加载器去完成,每一个层次的类加载器都是如此,因此所有的加载请求最终都应该被传送到最顶层的启动类加载器中,只有当父加载器反馈自己无法完成这个加载请求(它的搜索范围中没有找到所需的类)时,子加载器才会尝试自己去完成功能加载。

每一个类加载都有一个父类加载器。

咱们通过一个例子来看一下

package com.cc;

public class ClassLoaderDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("ClassLoaderDemo's ClassLoader is " + ClassLoaderDemo.class.getClassLoader());
        System.out.println("The Parent of ClassLoaderDemo's ClassLoader is " + ClassLoaderDemo.class.getClassLoader().getParent());
        System.out.println("The GrandParent of ClassLoaderDemo's ClassLoader is " + ClassLoaderDemo.class.getClassLoader().getParent().getParent());
    }
}
//输出结果:
ClassLoaderDemo's ClassLoader is sun.misc.Launcher$AppClassLoader@58644d46
The Parent of ClassLoaderDemo's ClassLoader is sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@4554617c
The GrandParent of ClassLoaderDemo's ClassLoader is null

AppClassLoader的父类加载器为ExtClassLoader ExtClassLoader的父类加载器为null,null并不代表ExtClassLoader没有父类加载器,而是 BootstrapClassLoader

双亲委派模型的好处

双亲委派模型保证了Java程序的稳定运行,可以避免类的重复加载(JVM 区分不同类的方式不仅仅根据类名,相同的类文件被不同的类加载器加载产生的是两个不同的类),也保证了 Java 的核心 API 不被篡改。如果没有使用双亲委派模型,而是每个类加载器加载自己的话就会出现一些问题,比如我们编写一个称为 java.lang.Object 类的话,那么程序运行的时候,系统就会出现多个不同的 Object 类。

自定义加载器

要创建用户自己的类加载器,只需要继承java.lang.ClassLoader类,然后覆盖它的findClass(String name)方法即可,即指明如何获取类的字节码流。

如果要符合双亲委派规范,则重写findClass方法(用户自定义类加载逻辑);要破坏的话,重写loadClass方法(双亲委派的具体逻辑实现)

即指明如何获取类的字节码流。

如果要符合双亲委派规范,则重写findClass方法(用户自定义类加载逻辑);要破坏的话,重写loadClass方法(双亲委派的具体逻辑实现)

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