【JVM】双亲委派机制、打破双亲委派机制

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石可破也，而不可夺坚；丹可磨也，而不可夺赤。

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一、双亲委派机制

由于)va虚拟机中有多个类加载器，双亲委派机制的核心是解决一个类到底由谁加载的问题。

1.1 双亲委派的作用

• 保证类加载的安全性：
• • 通过双亲委派机制避免恶意代码替换JDK中的核心类库，比如java.lang.String,确保核心类库的完整性和安全性。
• 避免重复加载：
• • 双亲委派机制可以避免同一个类被多次加载。

1.2 什么是双亲委派机制

• 双亲委派机制指的是：当一个类加载器接收到加载类的任务时，会自底向上查找是否加载过，再由顶向下进行加载。

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假设在com.practice包下有一个类A.java，应用程序类加载器接收到一个任务，他要去加载A.java这个类，首先他会检查一下这个类有没有被加载过，发现没有被加载过，那么他就会把这个类委派给它的父类（扩展类加载器），扩展类加载器发现也没有加载过，继续向上委派，委派给它的父亲（启动类加载器），启动类加载器发现A.java曾经加载过，所以它直接把A.java类的class对象返回，加载过程结束。
如果所有的父类加载器都无法加载该类，则由当前类加载器自己尝试加载。所以看上去是自顶向下尝试加载。
假设在com.practice包下有一个类B.java，三个类加载器都没有加载过，此时会首先从顶部（启动类加载器）尝试进行加载，发现这个类不在当前类加载器的加载路径当中，就把这个任务委派给它的下级（扩展类记载器），此时刚好有这个类的加载路径，就会进行加载，而当应用类加载器要加载B.java时，首先还是对他的父类进行查找，判断是否加载过，加载过，则返回这个类的class对象
向下委派起到了一个加载优先级的作用

1.3 双亲委派机制问题

• 重复的类：
• • 如果一个类重复出现在三个类加载器的加载位置，应该由谁来加载？

答案应该是启动类加载器加载，因为根据双亲委派机制，它的优先级是最高的

• String类能覆盖吗
• • 在自己的项目中去创建一个java.lang.String类，会被加载吗

不能，会返回启动类加载器加载在rt.jar包中的String类

1.4 面试题（类的双亲委派机制是什么）

1、当一个类加载器去加载某个类的时候，会自底向上向父类查找是否加载过，如果加载过就直接返回，如果一直到最顶层的类加载器都没有加载，再由顶向下进行加载。
2、应用程序类加载器的父类加载器是扩展类加载器，扩展类加载器的父类加载器是启动类加载器。
3、双亲委派机制的好处有两点：第一是避免恶意代码替换DK中的核心类库，比如java.lang.String,确保核心类库的完整性和安全性。第二是避免一个类重复地被加载

二、打破双亲委派机制

2.1 自定义类加载器

• 双亲委派机制的核心代码（源码）：

    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;
        }
    }

• 自定义类加载器：

public class BreakClassLoader1 extends ClassLoader {
    private String basePath;
    private final static String FILE_EXT = ".class";

    public void setBasePath(String basePath) {
        this.basePath = basePath;
    }

    private byte[] loadClassDate(String name) throws IOException {
        String path = basePath + File.separatorChar + name.replace('.', File.separatorChar) + FILE_EXT; // 将包名转换为文件路径
        InputStream is = null;
        ByteArrayOutputStream baos = null;
        try {
            is = new FileInputStream(path);
            baos = new ByteArrayOutputStream();
            int bufferSize = 4096;
            byte[] buffer = new byte[bufferSize];
            int bytesNumRead = 0;
            while ((bytesNumRead = is.read(buffer)) != -1) {
                baos.write(buffer, 0, bytesNumRead);
            }
            return baos.toByteArray();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (is != null) {
                    is.close();
                }
                if (baos != null) {
                    baos.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return null;
    }

    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        byte[] classDate = new byte[0];
        try {
            classDate = loadClassDate(name);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        if (classDate == null) {
            throw new ClassNotFoundException();
        } else {
            return defineClass(name,classDate,0,classDate.length);
        }
    }

	public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException {
        BreakClassLoader1 classLoader1 = new BreakClassLoader1();
        classLoader1.setBasePath("D:\\lib\\");
        Class<?> clazz1 = classLoader1.loadClass("com.practice.Student");
        clazz1.newInstance();
        System.out.println(clazz1.getClassLoader());
    }
}