类加载 - 双亲委派机制详解

     1、类加载器有哪些

1. 启动类加载器（Bootstrap Class Loader）：它是Java虚拟机的一部分，负责加载Java核心类库，如java.lang包中的类。它是最顶层的类加载器，由C++实现，不是Java类。

2. 扩展类加载器（Extension Class Loader）：它负责加载Java的扩展类库，位于JRE的lib/ext目录下。它是由Java编写的类加载器，是由启动类加载器加载的。

3. 应用程序类加载器（Application Class Loader）：也称为系统类加载器，它负责加载应用程序的类，包括用户自定义的类和第三方类库。它是ClassLoader类的子类，通常是Java程序中默认的类加载器。

4. Java还支持自定义类加载器，可以通过继承ClassLoader类来实现。自定义类加载器可以用于加载非标准的类文件，实现类的动态加载等功能。

2、双亲委派模型

• 每一个Class都有对应的ClassLoader。
• 每个ClassLoader都有一个“父”类加载器。BootatrapClassLoader类加载器除外，它是最顶层的类加载器。
• 对于一个类加载的请求，总是优先委派给“父”类加载器来尝试加载。
• 对于用户自定义的类加载器，默认的“父”类加载器是AppClassLoader。

注：这里的父类不是继承上的父类，而是一个组合关系，例如在Application Class Loader加载器当中有个parent变量，指向Extension Class Loader对象，然后通过这个parent变量来加载这个类。

3、双亲委派过程模拟

 4、从源码上分析双亲委派过程

loadClass方法：根据类的全限定名来加载并创建一个类对象的入口。

protected Class loadClass(String name, boolean resolve)
        throws ClassNotFoundException
{
    synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
        // 首先，检查类是否已经被加载
        Class c = findLoadedClass(name);
        if (c == null) {
            long t0 = System.nanoTime();
            try {
                if (parent != null) {
                    // 如果存在父类加载器，则委托给父类加载器加载类
                    c = parent.loadClass(name, false);
                } else {
                    // 否则，尝试从引导类加载器加载类
                    c = findBootstrapClassOrNull(name);
                }
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                // 如果在非空父类加载器中找不到类，则抛出ClassNotFoundException
            }

            if (c == null) {
                // 如果仍然找不到类，则调用findClass方法来查找类
                long t1 = System.nanoTime();
                c = findClass(name);

                // 这是定义类加载器；记录统计信息
                sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
            }
        }
        if (resolve) {
            // 如果resolve参数为true，则解析类
            resolveClass(c);
        }
        return c;
    }
}

5、 双亲委派的优缺点

优点：

1. 安全性：通过双亲委派机制，类加载器可以按照一定的规则进行类加载，从而提高了系统的安全性。它可以避免恶意代码的注入和类的重复加载。

2. 避免类的冲突：双亲委派机制可以避免类的冲突问题。当多个类加载器都能够加载同一个类时，由于双亲委派机制的存在，只会使用最先加载的类，从而避免了类的冲突。

3. 提高性能：由于双亲委派机制的存在，类加载器可以重用已经加载过的类，从而提高了系统的性能。当一个类被加载后，它会被缓存起来，下次再次加载该类时，可以直接使用缓存中的类，而不需要重新加载。

4. 用来确定类的“唯一性”：一个类当全限定名相等但是被不同的类加载器加载出来的话，我们不认为这个两个类是同一个。所以即使都来自于同一个class文件但是由不同类加载器加载的那就是两个独立的类。

缺点：

1. 灵活性受限：双亲委派机制在一定程度上限制了类加载器的灵活性。有时候，我们可能需要自定义类加载器来实现一些特殊的需求，但双亲委派机制可能会限制我们的自定义能力。

2. 扩展性受限：在某些情况下，我们可能希望在特定的类加载器中加载一些特殊的类，而不是委派给父类加载器。但双亲委派机制会限制我们的扩展性，因为它要求先尝试由父类加载器加载。