jvm深度学习（18）：类加载器和双亲委派机制

前言：类加载主要做五件事：加载、验证、准备、解析、初始化，而这些都需要类加载器来完成。

类加载器

前面说过类加载，而执行这个任务的就是类加载器，类加载主要做五件事：加载、验证、准备、解析、初始化。JDK为我们提供了三层类加载器分别是：启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）、扩展类加载器（Extention ClassLoader）、应用程序类加载器（Application ClassLoader）。除了这三种还有自定义类加载器（Custom ClassLoader），支持一些个性化的扩展功能。

 

启动类加载器

 Bootstrap ClassLoader，他处于加载器中最顶层，任何类的加载行为，都要经它过问。它的作用是加载核心类库，也就是 rt.jar、resources.jar、charsets.jar 等。当然这些 jar 包 的路径是可以指定的，-Xbootclasspath 参数可以完成指定操作。这个加载器是 C++ 编写的，随着 JVM 启动。

 

扩展类加载器

Extention ClassLoader，主要用于加载 lib/ext 目录下的 jar 包和 .class 文件。同样的，通过系统变量 java.ext.dirs 可以指定这个目录。这个加载器是个 Java 类，继承自 URLClassLoader。

 

应用程序类加载器

Application ClassLoader，这是我们写的 Java 类的默认加载器，有时候也叫作 System ClassLoader。一般用来加载 classpath 下的其他所有 jar 包和 .class 文件，我们写的代码， 会首先尝试使用这个类加载器进行加载。

 

自定义加载器

Custom ClassLoader，支持一些个性化的扩展功能。

 

双亲委派机制

提问：为什么要有双亲委派机制？

分析：如果用户编写了一个java.lang.Object的同名类并放在ClassPath中，多个类加载器都去加载这个类到内存中，系统中将会出现多个不同的Object类，那么类之间的比较结果及类的唯一性将无法保证。不仅如此，这将会给虚拟机的安全带来隐患。而JVM是用加载这个类的类加载器和这个类来确定唯一性。这就需要每次类加载时，都会由下而上的检查是否有被类加载器加载过。

双亲委派机制就是解决这个问题的。

图示：

 

        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。
        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。例如类 java.lang.Object，它存放在 rt.jar 之中，无论哪一个类加载器要加载这个类，最终都是委派给处于模型最顶端的启动类加载器进行加载，因此 Object 类在 程序的各种类加载器环境中都是同一个类。

源码：

ClassLoader中的loadClass

    protected Class loadClass(String name, boolean resolve)
        throws ClassNotFoundException
    {
        synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
            // First, check if the class has already been loaded
            Class c = findLoadedClass(name);
            if (c == null) {
                long t0 = System.nanoTime();
                try {
                    if (parent != null) {
                        c = parent.loadClass(name, false);
                    } else {
                        c = findBootstrapClassOrNull(name);
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                    // ClassNotFoundException thrown if class not found
                    // from the non-null parent class loader
                }

                if (c == null) {
                    // If still not found, then invoke findClass in order
                    // to find the class.
                    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;
        }
    }

 

 我们看到，当我们进行类加载时，它首先使用 parent 尝试进行类加载

parent 失 败后才轮到自己

同时，我们也注意到，这个方法是可以被覆盖的，也就是双亲委派机制并不一定生效。在特定的业务环境中，我们是需要对双亲委派进行隔离的，下一章节我们将对此进行详谈。