“双亲委派模型”的无奈

今天的主人公是 “双亲委派模型” ,简称 “双模”。

那“双模”是谁?

从中文字面意思来理解,这个“双模”就是一种模版,类似于一种规则或者制度。

那为什么要叫做 “双亲委派模型” 呢?其实我也不知道。

从英文名字上看(parent-delegation model),可能是将英文的 parent 直接翻译过来是 “父母双亲“ 的意思了吧,故而叫了“双亲委派模型”,纯属瞎猜,没有任何文献指导!^_^~~

具体的讲,“双模”是类加载器之间的一种固定的层次关系。关系如下图:

那么问题就来了,类加载器又是什么?

什么是类加载器

虚拟机设计团队把类加载阶段中的“通过一个类的全限定名来获取描述此类的二进制字节流”这个动作放到Java虚拟机外部去实现,
以便让应用程序自己决定如何去获取所需要的类。实现这个动作的代码模块称为“类加载器”。

那什么又是类加载呢?这个问题就不在此赘述了,书上有写,哈哈哈。

类与类加载器:

"对于任意一个类,都需要由加载它的类加载器和这个类本身一同确立其在Java虚拟机中的唯一性,每一个类加载器,都拥有一个独立的类名称空间。" 
一个类必须由加载它的类加载器和这个类本来一起来确定其在java虚拟机中的唯一性。
反过来说,由于类本身是固定的,即来源于同一个Class文件,也就是说确定这个类的唯一性是由加载这个类的类加载器来决定的,不同的类加载器加载出来的类的实例是不相同的。

“双模”从哪儿来?

“双亲委派模型” 当然是被Java设计师们设计出来的呀。

双亲委派模型的原理

双亲委派模型要求除了顶层的启动类加载器外,其余的类加载器都应当有自己的父类加载器。
这里类加载器之间的父子关系一般不会以继承(Inheritance)的关系来实现,而是都使用组合(Composition)关系来复用父加载器的代码。
双亲委派模型的工作过程是:
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传送到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加载。

类加载器分类

"从Java虚拟机的角度来讲,只存在两种不同的类加载器:一种是启动类加载器(Bootstrap ClassLoader),这个类加载器使用C++语言实现,是虚拟机自身的一部分;
另一种就是所有其他的类加载器,这些类加载器都由Java语言实现,独立于虚拟机外部,并且全都继承自抽象类java.lang.ClassLoader。"

 从虚拟机角度来看,类加载器只有2种:

第1种是 启动类加载器(Bootstrap ClassLoader),这个类加载器使用C++实现,是虚拟机自身的一部分。

第2中是 其他类加载器,这些类加载器由Java语言实现,独立于虚拟机外部,并且全部都继承自抽象类java.lang.ClassLoader。

从Java开发人员的角度来看,类加载器有以下3(+1)种系统提供的类加载器。

第1种是 启动类加载器(Bootstrap ClassLoader)

负责将存放在<JAVA_HOME>\lib目录中的,或者被-Xbootclasspath参数所指定的路径中的,并且是虚拟机识别的(仅按照文件名识别,如rt.jar,名字不符合的类库即使放在lib目录中也不会被加载)类库加载到虚拟机内存中。
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,那直接使用null代替即可。

第2种是 扩展类加载器(Extension ClassLoader):

这个加载器由sun.misc.Launcher $ExtClassLoader实现,它负责加载<JAVA_HOME>\lib\ext目录中的,或者被java.ext.dirs系统变量所指定的路径中的所有类库,开发者可以直接使用扩展类加载器。

第3种是 应用程序类加载器(Application ClassLoader):

这个类加载器由sun.misc.Launcher $App-ClassLoader实现。由于这个类加载器是ClassLoader中的getSystemClassLoader()方法的返回值,所以一般也称它为系统类加载器。
它负责加载用户类路径(ClassPath)上所指定的类库,开发者可以直接使用这个类加载器,如果应用程序中没有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。

第4种是 自定义的类加载器:如果有必要。

“双模”要到哪儿去?

双亲委派模型的意义?

"使用双亲委派模型来组织类加载器之间的关系,有一个显而易见的好处就是Java类随着它的类加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系。
" 双亲委派模型用来组织类加载器之间的关系,形成了一种带有优先级的层级关系,确保了被加载出来的类的唯一性,维护了系统的稳定。

可以总结为:为了维护Java程序系统的和平稳定发展。

”双模“也有无奈

无奈之一:“父债子偿”

由于双亲委派模型在JDK 1.2之后才被引入,而类加载器和抽象类java.lang.ClassLoader早则在JDK 1.0时代就已经存在,面对已经存在的用户自定义类加载器的实现代码,
Java设计者引入双亲委派模型时不得不做出一些妥协。为了向前兼容,JDK 1.2之后的java.lang.ClassLoader添加了一个新的protected方法findClass(),
在此之前,用户去继承java.lang.ClassLoader的唯一目的就是为了重写loadClass()方法,因为虚拟机在进行类加载的时候会调用加载器的私有方法loadClassInternal(),
而这个方法的唯一逻辑就是去调用自己的loadClass()。

JDK 1.2之后已不提倡用户再去覆盖loadClass()方法,而应当把自己的类加载逻辑写到findClass()方法中,

在loadClass()方法的逻辑里如果父类加载失败,则会调用自己的findClass()方法来完成加载,这样就可以保证新写出来的类加载器是符合双亲委派规则的。

无奈之二:天生不足的无奈。

由这个模型自身的缺陷所导致的,双亲委派很好地解决了各个类加载器的基础类的统一问题(越基础的类由越上层的加载器进行加载),基础类之所以称为“基础”,
是因为它们总是作为被用户代码调用的API,但世事往往没有绝对的完美,如果基础类又要调用回用户的代码,那该怎么办?
为了解决这个问题,Java设计团队只好引入了一个不太优雅的设计:线程上下文类加载器(Thread Context ClassLoader)。
这个类加载器可以通过java.lang.Thread类的setContextClassLoaser()方法进行设置,如果创建线程时还未设置,它将会从父线程中继承一个,
如果在应用程序的全局范围内都没有设置过的话,那这个类加载器默认就是应用程序类加载器。

有了“线程上下文类加载器”,就相当于手握外挂,也就可以做一些“舞弊”的事情了。

JNDI服务使用这个线程上下文类加载器去加载所需要的SPI代码,也就是父类加载器请求子类加载器去完成类加载的动作,

这种行为实际上就是打通了双亲委派模型的层次结构来逆向使用类加载器,实际上已经违背了双亲委派模型的一般性原则,

但这也是无可奈何的事情。Java中所有涉及SPI的加载动作基本上都采用这种方式,例如JNDI、JDBC、JCE、JAXB和JBI等。

无奈之三:这个世界唯一不变的地方就是一直在变。

由于用户对程序动态性的追求而导致的,这里所说的“动态性”指的是当前一些非常“热门”的名词:代码热替换(HotSwap)、模块热部署(Hot Deployment)等,
说白了就是希望应用程序能像我们的计算机外设那样,接上鼠标、U盘,不用重启机器就能立即使用,鼠标有问题或要升级就换个鼠标,不用停机也不用重启。
对于个人计算机来说,重启一次其实没有什么大不了的,但对于一些生产系统来说,关机重启一次可能就要被列为生产事故,这种情况下热部署就对软件开发者,
尤其是企业级软件开发者具有很大的吸引力。

在OSGi环境下,类加载器不再是双亲委派模型中的树状结构,而是进一步发展为更加复杂的网状结构,

当收到类加载请求时,OSGi将按照下面的顺序进行类搜索:

1)将以java.*开头的类委派给父类加载器加载。

2)否则,将委派列表名单内的类委派给父类加载器加载。

3)否则,将Import列表中的类委派给Export这个类的Bundle的类加载器加载。

4)否则,查找当前Bundle的ClassPath,使用自己的类加载器加载。

5)否则,查找类是否在自己的Fragment Bundle中,如果在,则委派给Fragment Bundle的类加载器加载。

6)否则,查找Dynamic Import列表的Bundle,委派给对应Bundle的类加载器加载。

7)否则,类查找失败。 上面的查找顺序中只有开头两点仍然符合双亲委派规则,其余的类查找都是在平级的类加载器中进行的。

说在最后:

以上内容说的是HotSpot。^_^

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转载自www.cnblogs.com/getwind/p/12146064.html
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