类加载机制——双亲委派机制

类加载器分类

类加载器

类加载器（英文：ClassLoader）负责加载 .class 字节码文件，.class 字节码文件在文件开头有特定的文件标识。ClassLoader 只负责 .class 字节码文件的加载，至于它是否可以运行，则由 Execution Engine 决定。

JVM 中类加载器分为四种：前三种为虚拟机自带的加载器。

• 启动类加载器（Bootstrap）：使用 C++ 语言编写的类加载器，在Java环境下看不到

  负责加载 JAVA_HOME/lib/.jar 里所有的 class。由 C++ 实现，不是 ClassLoader 子类

• 扩展类加载器（Extension）：sun.misc.Launcher.ExtClassLoader

  负责加载 Java 平台中扩展功能的一些 jar 包，包括 JAVA_HOME/lib/.jar 或 -Djava.ext.dirs 参数指定目录下的 jar 包、以及 JAVA_HOME/lib/ext/classes 目录下的 class。

• 应用类加载器（AppClassLoader）：sun.misc.Launcher.AppClassLoader

  也叫系统类加载器，负责加载classpath中指定的 jar 包及目录中的 class

• 自定义类加载器：程序员自己开发一个类继承 java.lang.ClassLoader，定制类加载方式

父子关系1：启动类加载器是扩展类加载器的父加载器

父子关系2：扩展类加载器是应用类加载器的父加载器

代码测试

// 1.获取Person类的Class对象
// 2.通过Class对象进一步获取它的类加载器对象
ClassLoader appClassLoader = Person.class.getClassLoader();

// 3.获取appClassLoader的全类名
String appClassLoaderName = appClassLoader.getClass().getName();

// 4.打印appClassLoader的全类名
// sun.misc.Launcher$AppClassLoader
System.out.println("appClassLoaderName = " + appClassLoaderName);

// 5.通过appClassLoader获取扩展类加载器（父加载器）
ClassLoader extClassLoader = appClassLoader.getParent();

// 6.获取extClassLoader的全类名
String extClassLoaderName = extClassLoader.getClass().getName();

// 7.打印extClassLoader的全类名
// sun.misc.Launcher$ExtClassLoader
System.out.println("extClassLoaderName = " + extClassLoaderName);

// 8.通过extClassLoader获取启动类加载器（父加载器）
ClassLoader bootClassLoader = extClassLoader.getParent();

// 9.由于启动类加载器是C语言开发的，在Java代码中无法实例化对象，所以只能返回null值
System.out.println("bootClassLoader = " + bootClassLoader);

双亲委派机制

• 当我们需要加载任何一个范围内的类时，首先找到这个范围对应的类加载器
• 但是当前这个类加载器不是马上开始查找
• 当前类加载器会将任务交给上一级类加载器
• 上一级类加载器继续上交任务，一直到最顶级的启动类加载器
• 启动类加载器开始在自己负责的范围内查找
• 如果能找到，则直接开始加载
• 如果找不到，则交给下一级的类加载器继续查找
• 一直到应用程序类加载器
• 如果应用程序类加载器同样找不到要加载的类，那么会抛出ClassNotFoundException异常

 

验证双亲委派机制

实验1

• 第一步：在与JDK无关的目录下创建Hello.java

public class Hello {
	
	public static void main(String[] args){
		System.out.println("Hello  world");
	}
	
}

• 第二步：编译Hello.java
• 第三步：将Hello.class文件移动到$JAVA_HOME/jre/classes目录下
• 第四步：修改Hello.java

public class Hello {
	
	public static void main(String[] args){
		System.out.println("goodbye");
	}
	
}

• 第五步：编译Hello.java
• 第六步：将Hello.class文件移动到$JAVA_HOME/jre/lib/ext/classes目录下
• 第七步：修改Hello.java

public class Hello {
	
	public static void main(String[] args){
		System.out.println("Tom like jerry");
	}
	
}

• 第八步：编译Hello.java
• 第九步：使用java命令运行Hello类，发现打印结果是：Hello  world
  • 说明Hello这个类是被启动类加载器找到的，找到以后就不查找其他位置了
• 第十步：删除$JAVA_HOME/jre/classes目录
• 第十一步：使用java命令运行Hello类，发现打印结果是：goodbye
  • 说明Hello这个类是被扩展类加载器找到的，找到以后就不查找其他位置了
• 第十二步：删除$JAVA_HOME/jre/lib/ext/classes目录
• 第十三步：使用java命令运行Hello类，发现打印结果是：Tom like jerry
  • 说明Hello这个类是被应用程序类加载器找到的

实验2

• 第一步：创建假的String类

package java.lang;

public class String {

    public String() {
        System.out.println("嘿嘿，其实我是假的！");
    }

}

• 第二步：编写测试程序类

    @Test
    public void testLoadString() {

        // 目标：测试不同范围内全类名相同的两个类JVM如何加装
        // 1.创建String对象
        java.lang.String testInstance = new java.lang.String();

        // 2.获取String对象的类加载器
        ClassLoader classLoader = testInstance.getClass().getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);
    }

• 第三步：查看运行结果是null
  • 假的String类并没有被创建对象，由于双亲委派机制，启动类加载器加载了真正的String类

双亲委派机制的好处

1. 避免类的重复加载：父加载器加载了一个类，就不必让子加载器再去查找了。同时也保证了在整个 JVM 范围内全类名是类的唯一标识。
2. 安全机制：避免恶意替换 JRE 定义的核心 API