类加载器在尝试自己去查找某个类的字节代码并定义它时,会先代委托给其父类加载器,由父类加载器先去尝试加载这个类,依次类推。在介绍委托模式背后的动机之前,首先需要说明一下 Java 虚拟机是如何判定两个 Java 类是相同的。Java 虚拟机不仅要看类的全名是否相同,还要看加载此类的类加载器是否一样。只有两者都相同的情况,才认为两个类是相同的。即便是同样的字节代码,被不同的类加载器加载之后所得到的类,也是不同的。比如一个 Java 类com.tao.test.
ClassTest,编译之后生成了字节代码文件ClassTest.class
。两个不同的类加载器ClassLoaderA
和 ClassLoaderB
分别读取了这个ClassTest.class
文件,并定义出两个java.lang.Class
类的实例来表示这个类。这两个实例是不相同的。对于 Java 虚拟机来说,它们是不同的类。试图对这两个类的对象进行相互赋值,会抛出运行时异常ClassCastException
。下面通过上面一讲的示例来具体比较
public class Test { public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException { Class clazz1=new MyClassLoader().loadClass("com.tao.test.ClassTest"); Class clazz2=new MyClassLoader().loadClass("com.tao.test.ClassTest"); //这是由不同的类加载器加载的类生成的对象 InterfaceTest classTest1=(InterfaceTest) clazz1.newInstance(); InterfaceTest classTest2=(InterfaceTest) clazz2.newInstance(); //这是Date对象,是由同一个类加载器加载的 Date date1=new Date(); Date date2=new Date(); //比较他们是否是同一个Class类的实例 System.out.println(date1.getClass().equals(date2.getClass())); System.out.println(classTest1.getClass().equals(classTest2.getClass())); } }结果是:
true false
类加载器是怎么进行委托的呢,我们可以查看下ClassLoader的源码分析下。
因为,在加载一个类的时候,都是调用loadClass()方法,所以具体看下loadClass()方法。
//有两个loadClass()方法,不会最终都是调用第二个方法 public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException { return loadClass(name, false); } //最终调用的loadClass()方法 protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException { //异步保护,防止重复加载一个相同的类 synchronized (getClassLoadingLock(name)) { // 检测这个类是否被加载了 Class c = findLoadedClass(name); //如果没有被加载,首先让父类去加载 if (c == null) { long t0 = System.nanoTime(); try { if (parent != null) {//父类加载器不是null,也就是说不是BootStrap加载器 c = parent.loadClass(name, false); } else {//父类加载器是BootStrap加载器 c = findBootstrapClassOrNull(name); } } catch (ClassNotFoundException e) { // ClassNotFoundException thrown if class not found // from the non-null parent class loader } //如果经过父类加载器之后,还是null,也就是说父类无法加载,那么再由自己完成加载 if (c == null) { // If still not found, then invoke findClass in order // to find the class. long t1 = System.nanoTime(); c = findClass(name);//调用自己的findClass()方法 // 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; } }
所以,可以很清楚的看到,加载一个类的过程,它是层层的像父类委托,然后在层层的向下加载。用这样的一种委托机制,到底有什么好处呢?为什么要这样做呢?
原因如下:
1、节约系统资源。只要,这个类已经被加载过了,就不会在次加载。
2、保证 Java 核心库的类型安全。所有 Java 应用都至少需要引用 java.lang.Object
类,也就是说在运行的时候,java.lang.Object
这个类需要被加载到 Java 虚拟机中。如果这个加载过程由 Java 应用自己的类加载器来完成的话,很可能就存在多个版本的 java.lang.Object
类,而且这些类之间是不兼容的。通过代理模式,对于 Java 核心库的类的加载工作由引导类加载器来统一完成,保证了 Java 应用所使用的都是同一个版本的 Java 核心库的类,是互相兼容的。