JVM雙親委派模型知識(shí)詳細(xì)總結(jié)
一、簡介
除了頂層的啟動(dòng)類加載器（Bootstrap ClassLoader）外，其余的類加載器都應(yīng)當(dāng)有自己的上層加載器，如果一個(gè)類加載器收到了類加載請(qǐng)求，它并不會(huì)自己先去加載，而是把這個(gè)請(qǐng)求委托給上層的加載器，如果上層類加載器還存在其上層類加載器，則進(jìn)一步向上委托，依次遞歸，直到請(qǐng)求最終到達(dá)頂層的啟動(dòng)類加載器，從頂層類加載器開始，如果類加載器根據(jù)類的全限定名查詢到已經(jīng)加載過這個(gè)類，就成功返回加載過的此類信息，倘若加載器未加載過此類，則原路返回給下層加載器繼續(xù)重復(fù)此過程，直到最先加載此類的加載器所有上層加載器都未加載過此類后，此類加載器才會(huì)嘗試自己去加載，這便是雙親委派模式。
舉個(gè)栗子：
假如你是某個(gè)企業(yè)員工，你寫了一份方案希望得到執(zhí)行，首先你得拿給你的經(jīng)理去審批吧，經(jīng)理說這個(gè)事情他做不了主，于是經(jīng)理就拿給總經(jīng)理看，總經(jīng)理也做不了主，就給董事長看，然后董事長看了看，也看不明白于是讓總經(jīng)理自己拿主意吧，總經(jīng)理仔細(xì)一看，這個(gè)方案之前公司已經(jīng)做過了，于是讓經(jīng)理去告訴那個(gè)員工不用做了，直接用那個(gè)做過的方案吧。
二、雙親委派的意義
采用雙親委派模式的是好處是Java類隨著它的類加載器一起具備了一種帶有優(yōu)先級(jí)的層次關(guān)系，通過這種層級(jí)關(guān)系可以避免類的重復(fù)加載，當(dāng)上層類加載器已經(jīng)加載了該類時(shí)，就沒有必要下層的ClassLoader再加載一次。
其次是考慮到安全因素，jdk中定義的類不會(huì)被隨意替換，假設(shè)我們在classpath路徑下自定義一個(gè)名為java.lang.Integer的類，通過雙親委托模式傳遞到啟動(dòng)類加載器，而啟動(dòng)類加載器通過索引發(fā)現(xiàn)同全限定名的類已被加載，并不會(huì)重新加載網(wǎng)絡(luò)傳遞的過來的java.lang.Integer，而直接返回已加載過的Integer.class，那么你所定義的類就不會(huì)被加載，這樣便可以防止核心API庫被隨意篡改。
如：
package java.lang;
public class Integer {
public void print(){
System.out.println("this is Integer.");
}
public static void main(String[] args) {
new Integer().print();
}
}
執(zhí)行main方法后輸出如下：
三、JVM提供的類加載器
- 啟動(dòng)類加載器（BootstrapClassLoader）:由jvm負(fù)責(zé)管理，主要負(fù)責(zé)加載核心的類庫(**rt.jar，也就是java.lang.***等)，并構(gòu)造和啟動(dòng)ExtClassLoader和APPClassLoader。
- 擴(kuò)展類加載器（ExtClassLoader）：主要負(fù)責(zé)加載jre/lib/ext**目錄下的一些擴(kuò)展的jar。
- 應(yīng)用類加載器（AppClassLoader）：主要負(fù)責(zé)加載classpath下jar包和應(yīng)用程序的主函數(shù)類。
如果當(dāng)前類加載器加載的類引用了其它類，那么也會(huì)通過遞歸的方式先對(duì)其所有引用進(jìn)行加載。
四、執(zhí)行類加載的五種方式
認(rèn)識(shí)了這三種類加載器，接下來我們看看類加載的五種方式。
1.通過命令行使用java命令啟動(dòng)應(yīng)用時(shí)由JVM初始化加載含有main()方法的主類。
2.使用new關(guān)鍵字初始化一個(gè)對(duì)象時(shí)
3.通過類對(duì)應(yīng)的Class對(duì)象的newInstance()方法
4.通過Class.forName(name)方法動(dòng)態(tài)加載
5.通過ClassLoader.loadClass(name)方法動(dòng)態(tài)加載
五、自定義類加載器
java系統(tǒng)為我們提供的三種類加載器，還給出了他們的層次關(guān)系圖，最下面就是自定義類加載器，那么我們?nèi)绾巫约憾x類加載器呢？這主要有兩種方式
（1）遵守雙親委派模型：繼承ClassLoader，重寫findClass方法。
通常我們推薦采用此方式自定義類加載器，最大程度上的遵守雙親委派模型。
findClass(name)查找具有指定全限定名的類。此方法用于遵循加載類的委托模型的類裝入器實(shí)現(xiàn)重寫，并將在檢查請(qǐng)求類的父類裝入器之后由loadClass方法調(diào)用。如果該類沒有被加載過且其class文件讀取不到則拋出ClassNotFoundException異常。
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
throw new ClassNotFoundException(name);
}
其實(shí)現(xiàn)例子：
package com.aliencat.javabase.classloader;
public class MyClassLoader extends ClassLoader{
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
switch (name){
case "java.lang.Integer":return Double.class;
case "com.aliencat.javabase.classloader.LoaderDemo" : return loadClassFromDisk(name);
}
throw new ClassNotFoundException(name);
}
//從calsspath下加載類的字節(jié)碼文件
public byte[] loadClassFromDisk(String name) {
String classPathRoot = Thread.currentThread().getContextClassLoader().getResource("").getPath();
classPathRoot = classPathRoot.substring(1);
String filePath = classPathRoot + name.replace(".","/") + ".class";
try(InputStream in = new FileInputStream(filePath) ;
ByteOutputStream stream = new ByteOutputStream()) {
byte[] buff = new byte[1024];
for(int num = 0; (num=in.read(buff)) != -1;){
stream.write(buff,0,num);
}
return stream.toByteArray();
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
Class clzz = new MyClassLoader().loadClass("com.aliencat.javabase.classloader.LoaderDemo");
System.out.println(clzz);
clzz = new MyClassLoader().loadClass("java.lang.Integer");
System.out.println(clzz);
clzz = new MyClassLoader().loadClass("java.lang.String");
System.out.println(clzz);
clzz = new MyClassLoader().loadClass("java.lang.xxxxx");
System.out.println(clzz);
}
}
輸出如下：
（2）破壞雙親委派模型：繼承ClassLoader,重寫loadClass方法。
我們先來看下loadClass方法的源碼是怎樣的：
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException
{
synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
// 首先，在當(dāng)前加載器加載過的類中檢查這個(gè)類有沒有被加載過
Class<?> c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
long t0 = System.nanoTime();
try {
if (parent != null) {
//存在上層類加載器，則讓上層取執(zhí)行l(wèi)oadClass方法
c = parent.loadClass(name, false);
} else {
//讓BootstrapClass類加載器去查找該類
c = findBootstrapClassOrNull(name);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
// 上層類加載器拋出了ClassNotFoundException 則不進(jìn)行處理
}
if (c == null) {
long t1 = System.nanoTime();
// 如果上層類加載器都沒有找到
// 那么這個(gè)類加載器自己去找
// 如果找到了，則將resolve置為true
c = findClass(name);
// 這是定義類加載器；記錄統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)
sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
}
}
if (resolve) {
//解析此類的信息
resolveClass(c);
}
return c;
}
}
示例如下：
public class MyClassLoader extends ClassLoader {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
Class clzz = new MyClassLoader().loadClass("com.aliencat.javabase.classloader.ClassTest");
System.out.println(clzz);
clzz = new MyClassLoader().loadClass("java.lang.Double");
System.out.println(clzz);
clzz = new MyClassLoader().loadClass("java.lang.String");
System.out.println(clzz);
}
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
switch (name) {
case "java.lang.Double":
return Integer.class;
case "java.lang.Object": //如果去掉此項(xiàng)，則破壞雙親委任的情況下會(huì)報(bào)找不到Object的NoClassDefFoundError異常
return Object.class;
case "com.aliencat.javabase.classloader.ClassTest":
byte[] bytes = loadClassFromDisk(name);
if(bytes != null){
return defineClass(name,bytes,0,bytes.length);
}else {
return null;
}
}
throw new ClassNotFoundException(name);
}
//從calsspath下加載類的字節(jié)碼文件
public byte[] loadClassFromDisk(String name) {
String classPathRoot = Thread.currentThread().getContextClassLoader().getResource("").getPath();
classPathRoot = classPathRoot.substring(1);
String filePath = classPathRoot + name.replace(".","/") + ".class";
try(InputStream in = new FileInputStream(filePath) ;
ByteOutputStream stream = new ByteOutputStream()) {
byte[] buff = new byte[1024];
for(int num = 0; (num=in.read(buff)) != -1;){
stream.write(buff,0,num);
}
return stream.toByteArray();
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException {
synchronized (LoaderDemo.class) {
// 首先，在當(dāng)前加載器加載過的類中檢查這個(gè)類有沒有被加載過
Class<?> c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
//沒加載過的話就去磁盤對(duì)應(yīng)路徑下去找
c = findClass(name);
}
return c;
}
}
}
class ClassTest{
}
輸出如下：
所以破壞雙親委托的方法簡單來說就是通過繼承ClassLoader重寫loadClass方法，去掉其中委托給上級(jí)加載類的相關(guān)邏輯然后實(shí)現(xiàn)自定義的加載類的findClass邏輯。（另外你可以試試把ClassTest替換String的類名是什么效果哦，我就不演示了）
六、總結(jié)
Q:前面說了一堆雙親委托的好處，那么為什么要破壞雙親委托呢？
A:因?yàn)樵谀承┣闆r下父類加載器需要委托子類加載器去加載class文件。受到加載范圍的限制，父類加載器無法加載到需要的文件，以JDBC接口為例，由于JDBC接口定義在jdk當(dāng)中的，而其實(shí)現(xiàn)由各個(gè)數(shù)據(jù)庫的服務(wù)商來提供，比如mysql的就寫了MySQL-Connector，那么問題就來了，JDBC接口由啟動(dòng)類加載器加載，而JDBC的實(shí)現(xiàn)是由服務(wù)商提供的，并不在啟動(dòng)類加載器的加載目錄下，在不破壞雙親委派的情況下，啟動(dòng)類加載器下層的類加載器要加載JDBC則必然會(huì)返回啟動(dòng)類加載器中已經(jīng)加載過的接口，那么服務(wù)商提供的JDBC就不會(huì)被加載，所以需要自定義類加載器破壞雙親委派拿到服務(wù)商實(shí)現(xiàn)的JDBC接口，這里僅僅是舉了破壞雙親委派的其中一個(gè)情況，類似的還有tomcat。
到此這篇關(guān)于JVM雙親委派模型知識(shí)詳細(xì)總結(jié)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)JVM雙親委派模型內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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