Java类加载器及加载范围、双亲委派模型及破坏双亲委派模型

一、类加载器及加载范围

对于虚拟机，只有两种不同的类加载器：

1.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；

2.其它所有的类加载器，这些类加载器都由Java语言实现，独立于虚拟机外部，并且全部继承自java.lang.ClassLoader。

具体划分，如下：
1.启动类加载器(Bootstrap ClassLoader)：这个类加载器负责将放置在\lib目录中的，或者被-Xbootclasspath参数所指定路径中的，并且是虚拟机能识别的(仅按照文件名识别，如rt.jar，名字不符合的类库即使放置在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程序直接使用，因为是C++语言实现的。
2.扩展类加载器(Extension ClassLoader)：这个类加载器由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现，它负责加载\lib\ext目录中的，或者被java.ext.dirs系统变量所指定的路径中的所有类库，开发者可以直接使用扩展类加载器。
3.应用程序类加载器(Application ClassLoader)：这个类加载器由sum.misc.Launcher.$AppClassLoader来实现。由于这个类加载器是ClassLoader中的getSystemClassLoader()方法的返回值，所以一般也被称为系统类加载器。它负责加载用户类路径上所指定的类库（classPath），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。

   应用程序由这三种类加载器互相配合进行加载的，如果有必须，还可以加入自己定义的类加载器。这些类加载器之间的关系一般如下图：

   上图中展示的类加载器之间的层次关系，就称为类加载器的双亲委派模型(Parents Delegation Model)。双亲委派模型要求除了顶层的启动类加载器之外，其余的类加载器都应当有自己的父类加载器。这里的类加载器之间的父子关系一般不会以继承的关系来实现，而是使用组合关系来复用父加载器的代码。

 

二、双亲委派模型

双亲委派模型的加载过程：

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全这个加载请求时（查看该类是否是在自己的加载范围），子加载器才会尝试自己去加载。

双亲委派的好处： 

1.安全性：使用双亲委派模型来组织类加载器之间的关系，有一个很明显的好处，就是Java类随着它的类加载器（说白了，就是它所在的目录）一起具备了一种带有优先级的层次关系，这对于保证Java程序的稳定运作很重要。例如，类java.lang.Object类存放在JDK\jre\lib下的rt.jar之中，因此无论是哪个类加载器要加载此类，最终都会委派给启动类加载器进行加载，这边保证了Object类在程序中的各种类加载器中都是同一个类，可以防止java核心类被篡改。

2.避免重复加载：当使用了双亲委派机制后，当一个类已经被上级类加载器加载后，下级类加载器就不会出现重复加载的情况。

java类加载机制：

https://www.cnblogs.com/200911/p/9006822.html

 

三、破坏双亲委派模型

双亲委派模型很好的解决了各个类加载器加载基础类的统一性问题。即越基础的类由越上层的加载器进行加载。 
若加载的基础类中需要回调用户代码，而这时顶层的类加载器无法识别这些用户代码，怎么办呢？这时就需要破坏双亲委派模型了。 
下面说说常用的破坏双亲委派模型的例子：

1、JNDI破坏双亲委派模型 
JNDI是Java标准服务，它的代码由启动类加载器去加载。但是JNDI需要回调独立厂商实现的代码，而类加载器无法识别这些回调代码（SPI）。 
为了解决这个问题，引入了一个线程上下文类加载器。 可通过Thread.setContextClassLoader()设置。 
利用线程上下文类加载器去加载所需要的SPI代码，即父类加载器请求子类加载器去完成类加载的过程，而破坏了双亲委派模型。

具体涉及到的代码可以看看这个，写的非常详细：https://www.jianshu.com/p/09f73af48a98

2、Spring破坏双亲委派模型 
Spring要对用户程序进行组织和管理，而用户程序一般放在WEB-INF目录下，由WebAppClassLoader类加载器加载，而Spring由Common类加载器或Shared类加载器加载。 
那么Spring是如何访问WEB-INF下的用户程序呢？ 
使用线程上下文类加载器。 Spring加载类所用的classLoader都是通过Thread.currentThread().getContextClassLoader()获取的。当线程创建时会默认创建一个AppClassLoader类加载器（对应Tomcat中的WebAppclassLoader类加载器）： setContextClassLoader(AppClassLoader)。 
利用这个来加载用户程序。即任何一个线程都可通过getContextClassLoader()获取到WebAppclassLoader。