双亲委派模型

Posted 2023-04-24 HexThinking

在Java中，双亲委派模型是一种类加载机制。当一个类需要被加载时，首先会委托父类加载器去查找是否已经加载过该类。如果父类加载器能够找到并加载该类，则直接返回该类的Class对象；否则，就将该请求“下放”给子类加载器去处理。

这个过程会一直向下递归，直到顶层的启动类加载器。如果该类在所有的加载器中都没有找到，则会抛出ClassNotFoundException异常。

这种类加载机制的好处在于，可以有效地避免同名的类文件被重复加载，从而降低了系统资源的浪费。同时，由于父类加载器加载的类能够被子类加载器所共享，也保证了类的安全性和稳定性。

总之，Java中的双亲委派模型实现了Java字节码的动态加载和隔离，是保证Java应用程序安全、稳定运行的重要机制之一。

此双亲委派模型的顶层父类加载器是启动类加载器（Bootstrap ClassLoader），它是由JVM本身实现的，用于加载核心库（如rt.jar）等。接下来依次是扩展类加载器（Extension ClassLoader）和应用程序类加载器（Application ClassLoader或System ClassLoader），它们也是由JVM提供的默认实现。

扩展类加载器用于加载Java平台的扩展库（如jce.jar），而应用程序类加载器则用于加载应用程序的classpath路径下的类（如自定义的Java代码）。在这个过程中，如果需要加载一个类，就会先委托给上一级父类加载器，直到到达顶层的启动类加载器。

如果所有的父类加载器都无法找到该类，那么就会由当前类加载器来尝试加载该类。这样就保证了不同的类被加载器加载后具有独立的命名空间，从而避免了类之间的冲突和混乱。

总之，Java中的双亲委派模型是由JVM提供的一种类加载机制，它通过一定的规则来委派不同的类加载器去加载类文件，从而保证类的安全性和稳定性。

9.破坏双亲委派模型

第一次

双亲委派模型的第一次“被破坏”其实是发生在双亲委派模型出现之前---即JDK1.2发布之前。由于双亲委派模型在JDK1.2之后才被引入，而类加载器和抽象类java.lang.ClassLoader则在JDK1.0就已经存在了。面对已经存在用户自定义类加载器的实现代码，Java设计者引入双亲委派模型时不得不做出一些妥协，来向前兼容。JDK1.2之后java.lang.ClassLoader添加了一个新的protected方法findClass(),在此之前，用户去继承java.lang.ClassLoader的唯一目的就是为了重写loadClass()方法，因为虚拟机在进行类加载的时候会调用加载器的私有方法loadClassInternal(),而这个方法的唯一逻辑就是去调用自己的loadClass()。

第二次

双亲委派模型的第二次“被破坏”是由这个模型自身的缺陷所导致的，双亲委派很好地解决了各个类加载器的基础类的统一问题（越基础的类由越上层的加载器进行加载），基础类之所以称为“基础”，是因为他们总是作为被用户代码调用的API，但世事往往没有绝对的完美，如果基础类又要调用回用户的代码，那该怎么办？

这并非是不可能的事情，一个典型的例子便是JNDI服务，JNDI现在已经是Java的标准服务，它的代码由启动类加载器去加载。单JNDI的目的就是对资源进行集中管理和查找，它需要调用由独立厂商实现并部署在应用程序的ClassPath下的JNDI接口提供（SPI,Service Provider Interface）的代码，单启动类加载器不可能“认识”这些代码。

为了解决这个问题，Java设计团队只好引入了一个不太优雅的设计：线程上下文类加载器(Tread Context ClassLoader).这个类加载器可以通过java.langThread类的setCOntextClassLoader()方法进行设置，如果建线程时还未设置，它会从父线程中继承一个，如果在应用程序的全局范围内都没有设置过的话，那这个类加载器默认就是应用程序加载器。

有了线程上下文类加载器，就可以做一些“舞弊”的事情了，JNDI服务使用这个线程上下文类加载器去加载所需要的SPI代码，也就是父类加载器请求子类加载器去完成类加载的动作，这种行为实际上就是打通了双亲委派模型的层次结构来你想使用类加载器，实际上已经违背了双亲委派模型的一般性原则，但这也是无可奈何的事情。Java中所有涉及SPI的加载器动作基本上采用这种方式，例如JNDI、JDBC、JCE、JAXB和JBI等。

第三次

由于用户对程序动态性的追求而导致的，这里所说的“动态性”指的是当前一些非常“热门”的名词：代码热替换（HotSwap）、模块热部署（HOt Deployment）等，说白了就是希望应用实现热拔插。

目前OSGi已经成为了业界“事实上”的Java模块化标准，而OSGi实现模块化热部署的关键是他的自定义的类加载器机制的实现。每一个程序模块（OSGi中成为Bundle）都有一个子级的类加载器，当需要更换一个Bundle时，就把Bundle连同类加载器一起换掉以实现代码的热替换。

在OSGi环境下，类加载器不再是双亲委派模型中的树状结构，而是进一步发展为更加复杂的网状结构，当收到类加载请求时，OSGi将按照下面的顺序进行类搜索：

1. 将以java.*开头的类委派给父类加载器加载。

2. 否则，将委派列表名单内的类委派给父类加载器加载

3. 否则，将Import列表中的类委派给Export这个类的Bundle的类加载器加载。

4. 否则，查找当前Bundle的ClassPath，使用自己的类加载器加载。

5. 否则，查找类是否在自己的Fragment Bundle中，如果在，则委派给Fragment Bundle的类加载器加载。

6. 否则，查找Dynamic Import列表的Bundle，委派给对应的Bundle的类加载器加载

7. 否则，类查找失败。