三分钟带你搞懂双亲委派模型！-51CTO.COM

什么是双亲委派？

在 Java 虚拟机中，任何一个类由加载它的类加载器和这个类一同来确立其唯一性。

也就是说，JVM 对类的唯一标识，可以简单的理解为由ClassLoader id + PackageName + ClassName组成，因此在一个运行程序中有可能存在两个包名和类名完全一致的类，但是如果这两个类不是由一个 ClassLoader 加载，会被视为两个不同的类，此时就无法将一个类的实例强转为另外一个类，这就是类加载器的隔离性。

为了解决类加载器的隔离问题，JVM 引入了双亲委派模型。

双亲委派模式，可以用一句话来说表达：任何一个类加载器在接到一个类的加载请求时，都会先让其父类进行加载，只有父类无法加载（或者没有父类）的情况下，才尝试自己加载。

大致流程图如下：

图片

使用双亲委派模式，可以保证，每一个类只会有一个类加载器。例如 Java 最基础的 Object 类，它存放在 rt.jar 之中，这是 Bootstrap 的职责范围，当向上委派到 Bootstrap 时就会被加载。

但如果没有使用双亲委派模式，可以任由自定义加载器进行加载的话，Java 这些核心类的 API 就会被随意篡改，无法做到一致性加载效果。

JDK 中ClassLoader.loadClass()类加载器中的加载类的方法，部分核心源码如下：

public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
    return loadClass(name, false);
}

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
        throws ClassNotFoundException
{
    // 1.首先要保证线程安全
    synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
        // 2.先判断这个类是否被加载过，如果加载过，直接跳过
        Class<?> c = findLoadedClass(name);
        if (c == null) {
            long t0 = System.nanoTime();
            try {
                // 3.有父类，优先交给父类尝试加载；如果为空，使用BootstrapClassLoader类加载器
                if (parent != null) {
                    c = parent.loadClass(name, false);
                } else {
                    c = findBootstrapClassOrNull(name);
                }
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                // 父类加载失败，这里捕获异常，但不需要做任何处理
            }

            // 4.没有父类，或者父类无法加载，尝试自己加载
            if (c == null) {
                long t1 = System.nanoTime();
                c = findClass(name);

                // this is the defining class loader; record the stats
                sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
            }
        }
        if (resolve) {
            resolveClass(c);
        }
        return c;
    }
}

如何自定义类加载器？

针对某些特定场景，比如通过网络来传输 Java 类的字节码文件，为保证安全性，这些字节码经过了加密处理，这时系统提供的类加载器就无法对其进行加载，此时我们可以自定义一个类加载器来完成文件的加载。

自定义类加载器也需要继承ClassLoader类，简单示例如下：

public class CustomClassLoader extends ClassLoader {

    private String classPath;

    public CustomClassLoader(String classPath) {
        this.classPath = classPath;
    }

    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        Class<?> c = findLoadedClass(name);
        if (c == null) {
            byte[] data = loadClassData(name);
            if (data == null) {
                throw new ClassNotFoundException();
            }
            return defineClass(name, data, 0, data.length);
        }
        return null;
    }

    protected byte[] loadClassData(String name) {
        try {
            // package -> file folder
            name = name.replace(".", "//");
            FileInputStream fis = new FileInputStream(new File(classPath + "//" + name + ".class"));
            ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
            int len = -1;
            byte[] b = new byte[2048];
            while ((len = fis.read(b)) != -1) {
                baos.write(b, 0, len);
            }
            fis.close();
            return baos.toByteArray();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

小结

双亲委派，指的是在接受类加载请求时，会让父类加载器试图加载该类，只有在父类加载器无法加载该类或者没有父类时，才尝试从自己的类路径中加载该类。

其次，针对某些场景，如果要实现类的隔离，可以自定义类加载器来实现特定类的加载。