三层类加载器双亲委派模型--Java类加载器总结分析

Posted 2021-04-30 0x咖啡宝贝

在这篇博文中，我们提到，JVM类加载的第一步就是”加载“，而这一步就是由Java的类加载器完成

类加载器的作用：通过一个类的全限定名来获取描述该类的二进制字节流

注意：对于任意一个类，都必须由它的类加载器和这个类本身一起确立其在JVM中的唯一性，即 ：即使两个类来源同一Class文件，被同一个JVM加载，但只要加载他们的类加载器不同，这两个类就不相等！

package Q2;
import java.io.IOException;import java.io.InputStream;
public class ClassLoaderTest { public static void main(String[] args) throws Exception { ClassLoader myLoader = new ClassLoader() { @Override public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException { try { String fileName = name.substring(name.indexOf(".") + 1)+".class"; InputStream is = getClass().getResourceAsStream(fileName); if (is == null) { return super.loadClass(name); } byte[] b = new byte[is.available()]; is.read(b); return defineClass(name,b,0,b.length); } catch (IOException e) { throw new ClassNotFoundException(name); } } };
 Object obj = myLoader.loadClass("Q2.ClassLoaderTest").newInstance();
 System.out.println(obj.getClass()); System.out.println(obj instanceof Q2.ClassLoaderTest); }}

输出结果为

class Q2.ClassLoaderTestfalse

以上程序构造了一个简易的类加载器，用这个类加载器去加载测试类，根据结果显示，obj对象的确是Q2.ClassLoaderTest的实例，但是类型检查却返回false，

这是因为虚拟机中同时存在了两个ClassLoaderTest类，一个由虚拟机的应用程序类加载器加载，一个由自定义类加载器加载，虽然来自同一Class文件，但仍属于两相互独立的类，在对象所属对象类型检查时即返回false。

三层类加载器

　　Java中存在以下三类类加载器

　　　　1. 启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）：这个类加载器负责加载存放在<JAVA_HOME>\lib目录，或者被-Xbootclasspath参数指定的路径中存放的，且是JVM能够识别的类库。只有这个类加载器是使用C++语言实现，是JVM的一部分，其他类加载器全部由java语言实现，独立存在于JVM外部，且都继承于java.lang.Classloader抽象类。

　　　　2. 扩展类加载器（Extension ClassLoader）:负责加载<JAVA_HOME>\home\ext目录中，或者被java.ext.dirs系统变量所指定的路径中所有的类库，开发者可以直接使用此类加载器加载Class文件。

　　　　3. 应用程序类加载器（Application ClassLoader）：负责加载用户类路径（ClassPath）上的所有类库，开发者同样可以直接使用此类加载器，如果没有指定，则默认使用此类加载器。

　　三层类加载器、双亲委派模型

　　　　　                                 　

　　JDK9之前，Java应用都由这三种类加载器相互配合完成，如果有必要，用户可以自定义类加载器进行拓展。

　　如图所示， 除了最顶层的启动类加载器外，其余的加载器都必须有父类加载器，只不过这里一般使用组合关系来复用父类的代码。

　　双亲委派模型工作过程：

　　　　如果一个类加载器收到了类加载请求，它自身不会第一时间去尝试加载这个类，而是把这个请求委派给自己的父类加载器去执行，因此所有的加载请求最终都会传输到最顶层的启动类加载器，只有父类加载器反馈自己无法完成加载时（搜索范围内没有找到需要的类），子类加载器才会去尝试自己完成加载。

　　双亲委派模型的好处：

　　　　可以保证无论哪一个类加载器要要加载类C，都可以保证类的唯一性。如无论那个类加载器要加载Object类，最终都会轮到启动类加载器去加载Object类。反之，如果没有双亲委派的话，由各个类自行加载，那么就可能出现多个不同的类C，导致程序混乱。

　　双亲委派模型的源码分析：

protected synchronized Class<?> loadClass(String name,boolean resolve) throws ClassNotFoundException { //首先检查请求的类是否已经加载过 Class c = findLoadedClass(name); if (c == null) { try { if (parent != null) { c = parent.loadClass(name,false); //父类加载器不为空，调用父类加载器 }else { c = findBootstrapClassOrNull(name); //父类加载器为空，则使用启动类加载器 } }catch (ClassNotFoundException e) { //如果父类加载器抛出ClassNotFoundException //说明父类无法完成加载请求 } if (c == null) { //在父类无法加载时，调用本身类加载器进行加载 c = findClass(name); } } if (resolve) { resolveClass(c); } return c; }

　　注意：

　　　　　在JDK9以后，Java类库实行模块化，不同的类库组成不同的模块，类加载系统也随之发生了一些变化，比如：扩展类加载器被平台类加载器替代等

　　　　　　　　           

　　如上图所示，JDK9及以后虽然维持着三层类加载器和双亲委派的架构，但类加载的委派关系发生了变动

　　当平台及应用程序类加载器收到类加载请求，在委派给父类加载器之前，会判断该类能否归属到某一个系统模块中，如果可以找到归属关系，就优先委派给负责加载那个模块的加载器进行加载！