说是双亲,其实溯源,无奈迎合历史的错误翻译吧。
1 工作流程
- 当一个类加载器收到一个类加载请求
在 JDK9 后,会首先搜索它的内建加载器定义的所有“具名模块”:
- 如果找到合适的模块定义,将会使用该加载器来加载
- 如果未找到,则会将该请求委派给父级加载器去加载
- 因此所有的类加载请求最终都应该被传入到启动类加载器(Bootstrap ClassLoader)中,只有当父级加载器反馈无法完成这个列的加载请求时(它的搜索范围内不存在这个类),子级加载器才尝试加载。
在类路径下找到的类将成为这些加载器的无名模块。
这里的父子关系是组合而不是继承。
- 双亲委派模型示意图
双亲委派模型的优点
- 避免重复加载 父类已经加载了,子类就不需要再次加载。 eg,object 类。它存放在 rt.jar 中,无论哪个类加载器要加载这个类,最终都是委派给处于模型顶端的启动类加载器加载,因此 object 类在程序的各种加载环境中都是同一个类。
- 更安全 解决了各个类加载器的基础类的统一问题,如果不使用该种方式,那么用户可以随意定义类加载器来加载核心 API,会带来安全隐患。
双亲委派模型的实现
代码语言:javascript复制 protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException
{
synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
// 首先先检查该类已经被加载过了
Class c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {//该类没有加载过,交给父类加载
long t0 = System.nanoTime();
try {
if (parent != null) {//交给父类加载
c = parent.loadClass(name, false);
} else {//父类不存在,则交给启动类加载器加载
c = findBootstrapClassOrNull(name);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
//父类加载器抛出异常,无法完成类加载请求
}
if (c == null) {//
long t1 = System.nanoTime();
//父类加载器无法完成类加载请求时,调用自身的findClass方法来完成类加载
c = findClass(name);
sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
}
}
if (resolve) {
resolveClass(c);
}
return c;
}
}
3.3 类加载的方式
- 通过命令行启动应用时由JVM初始化加载含有main()方法的主类。
- 通过Class.forName()方法动态加载,会默认执行初始化块(static{}),但是Class.forName(name,initialize,loader)中的initialze可指定是否要执行初始化块。
- 通过ClassLoader.loadClass()方法动态加载,不会执行初始化块。
自定义类加载器
实现方式
- 遵守双亲委派模型 继承ClassLoader,重写findClass()方法。
- 破坏双亲委派模型 继承ClassLoader,重写loadClass()方法。
通常我们推荐采用第一种方法自定义类加载器,最大程度上的遵守双亲委派模型。
如果有一个类加载器能加载某个类,称为定义类加载器,所有能成功返回该类的Class的类加载器都被称为初始类加载器。
自定义类加载的目的是想要手动控制类的加载,那除了通过自定义的类加载器来手动加载类这种方式,还有其他的方式么?
利用现成的类加载器进行加载: 1. 利用当前类加载器 Class.forName(); 2. 通过系统类加载器 Classloader.getSystemClassLoader().loadClass(); 3. 通过上下文类加载器 Thread.currentThread().getContextClassLoader().loadClass(); l 利用URLClassLoader进行加载: URLClassLoader loader=new URLClassLoader(); loader.loadClass();
类加载实例演示: 命令行下执行HelloWorld.java
代码语言:javascript复制public class HelloWorld{
public static void main(String[] args){
System.out.println("Hello world");
}
}
该段代码大体经过了一下步骤:
- 寻找jre目录,寻找jvm.dll,并初始化JVM.
- 产生一个Bootstrap ClassLoader;
- Bootstrap ClassLoader加载器会加载他指定路径下的java核心api,并且生成Extended ClassLoader加载器的实例,然后Extended ClassLoader会加载指定路径下的扩展java api,并将其父设置为Bootstrap ClassLoader。
- Bootstrap ClassLoader生成Application ClassLoader,并将其父Loader设置为Extended ClassLoader。
- 最后由AppClass ClassLoader加载classpath目录下定义的类——HelloWorld类。
我们上面谈到 Extended ClassLoader和Application ClassLoader是通过Launcher来创建,现在我们再看看源代码:
代码语言:javascript复制 public Launcher() {
Launcher.ExtClassLoader var1;
try {
//实例化ExtClassLoader
var1 = Launcher.ExtClassLoader.getExtClassLoader();
} catch (IOException var10) {
throw new InternalError("Could not create extension class loader", var10);
}
try {
//实例化AppClassLoader
this.loader = Launcher.AppClassLoader.getAppClassLoader(var1);
} catch (IOException var9) {
throw new InternalError("Could not create application class loader", var9);
}
//主线程设置默认的Context ClassLoader为AppClassLoader.
//因此在主线程中创建的子线程的Context ClassLoader 也是AppClassLoader
Thread.currentThread().setContextClassLoader(this.loader);
String var2 = System.getProperty("java.security.manager");
if(var2 != null) {
SecurityManager var3 = null;
if(!"".equals(var2) && !"default".equals(var2)) {
try {
var3 = (SecurityManager)this.loader.loadClass(var2).newInstance();
} catch (IllegalAccessException var5) {
;
} catch (InstantiationException var6) {
;
} catch (ClassNotFoundException var7) {
;
} catch (ClassCastException var8) {
;
}
} else {
var3 = new SecurityManager();
}
if(var3 == null) {
throw new InternalError("Could not create SecurityManager: " var2);
}
System.setSecurityManager(var3);
}
}
破坏双亲委派模型
双亲模型有个问题:父加载器无法向下识别子加载器加载的资源。
- 如下证明 JDBC 是启动类加载器加载,但 mysql 驱动是应用类加载器。而 JDBC 运行时又需要去访问子类加载器加载的驱动,就破坏了该模型。
JDK 自己为解决该问题,引入线程上下问类加载器,可以通过Thread的setContextClassLoader()进行设置
- 当为启动类加载器时,使用当前实际加载驱动类的类加载器
热替换
比如OSGI的模块化热部署,它的类加载器就不再是严格按照双亲委派模型,很多 可能就在平级的类加载器中执行了。
FAQ
- ClassLoader通过一个类全限定名来获取二进制流,如果我们需通过自定义类加载其来加载一个Jar包的时候,难道要自己遍历jar中的类,然后依次通过ClassLoader进行加载吗?或者说我们怎么来加载一个jar包呢? 对于动态加载jar而言,JVM默认会使用第一次加载该jar中指定类的类加载器作为默认的ClassLoader。
假设我们现在存在名为sbbic的jar包,该包中存在ClassA和ClassB类(ClassA中没有引用ClassB)。 现在我们通过自定义的ClassLoaderA来加载在ClassA这个类,此时ClassLoaderA就成为sbbic.jar中其他类的默认类加载器。即ClassB默认也会通过ClassLoaderA去加载。
- 如果一个类引用的其他的类,那么这个其他的类由谁来加载?
如果ClassA中引用了ClassB呢? 当类加载器在加载ClassA的时候,发现引用了ClassB,此时类加载如果检测到ClassB还没有被加载,则先回去加载。当ClassB加载完成后,继续回来加载ClassA。即类会通过自身对应的来加载其加载其他引用的类。
- 既然类可以由不同的加载器加载,那么如何确定两个类如何是同一个类?
JVM规定:对于任何一个类,都需要由加载它的类加载器和这个类本身一同确立在java虚拟机中的唯一性。即在jvm中判断两个类是否是同一个类取决于类加载和类本身,也就是同一个类加载器加载的同一份Class文件生成的Class对象才是相同的,类加载器不同,那么这两个类一定不相同。