双亲委派机制

双亲委派机制定义:当一个类加载器收到了类加载的请求的时候,他不会直接去加载指定的类,而是把这个请求委托给自己的父加载器去加载。只有父加载器无法加载这个类的时候,才会由当前这个加载器来负责类的加载。

Java中提供如下四种类型的加载器,每一种加载器都有指定的加载对象,具体如下

Bootstrap ClassLoader(启动类加载器) :主要负责加载Java核心类库,%JRE_HOME%\lib下的rt.jar、resources.jar、charsets.jar和class等。

Extention ClassLoader(扩展类加载器):主要负责加载目录%JRE_HOME%\lib\ext目录下的jar包和class文件。

Application ClassLoader(应用程序类加载器) :主要负责加载当前应用的classpath下的所有类

User ClassLoader(用户自定义类加载器) : 用户自定义的类加载器,可加载指定路径的class文件

这四种类加载器存在如下关系,当进行类加载的时候,虽然用户自定义类不会由bootstrap classloader或是extension classloader加载(由类加载器的加载范围决定),但是代码实现还是会一直委托到bootstrap classloader, 上层无法加载,再由下层是否可以加载,如果都无法加载,就会触发findclass,抛出classNotFoundException.




注意:这里存在的加载器之间的层级关系并不是以继承的方式存在的,而是以组合的方式处理的。如下是classLoader源码。

双亲委派机制存在的意义:

1. 通过委派的方式,可以避免类的重复加载,当父加载器已经加载过某一个类时,子加载器就不会再重新加载这个类。

2. 通过双亲委派的方式,还保证了安全性。因为Bootstrap ClassLoader在加载的时候,只会加载JAVA_HOME中的jar包里面的类,如java.lang.Integer,那么这个类是不会被随意替换的,除非有人跑到你的机器上, 破坏你的JDK。那么,就可以避免有人自定义一个有破坏功能的java.lang.Integer被加载。这样可以有效的防止核心Java API被篡改。

双亲委派机制是在classLoader里的loadclass方法里实现的,

源码:

简单说下实现流程:

1. 首先判断该类是否已经被加载

2.该类未被加载,如果父类不为空,交给父类加载

3.如果父类为空,交给bootstrap classloader 加载

4.如果类还是无法被加载到,则触发findclass,抛出classNotFoundException(findclass这个方法当前只有一个语句,就是抛出classNotFoundException),如果想自己实现类加载器的话,可以继承classLoader后重写findclass方法,加载对应的类)


protected ClassloadClass(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;

    }

}



总结: 双亲委派机制有他存在的意义,不过也存在许多场景是需要破坏这个机制的,所以双亲委派机制也非必然。比如 tomcat web容器里面部署了很多的应用程序,但是这些应用程序对于第三方类库的依赖版本却不一样,但这些第三方类库的路径又是一样的,如果采用默认的双亲委派类加载机制,那么是无法加载多个相同的类。所以,Tomcat破坏双亲委派原则,提供隔离的机制,为每个web容器单独提供一个WebAppClassLoader加载器。

Tomcat的类加载机制:为了实现隔离性,优先加载 Web 应用自己定义的类,所以没有遵照双亲委派的约定,每一个应用自己的类加载器——WebAppClassLoader负责加载本身的目录下的class文件,加载不到时再交给CommonClassLoader加载,这和双亲委派刚好相反。


参考文章:

我竟然被“双亲委派”给虐了 - 知乎 (zhihu.com)

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