三分鐘帶你搞懂雙親委派模型！
什么是雙親委派？
在 Java 虛擬機中，任何一個類由加載它的類加載器和這個類一同來確立其唯一性。
也就是說，JVM 對類的唯一標識，可以簡單的理解為由ClassLoader id + PackageName + ClassName組成，因此在一個運行程序中有可能存在兩個包名和類名完全一致的類，但是如果這兩個類不是由一個 ClassLoader 加載，會被視為兩個不同的類，此時就無法將一個類的實例強轉為另外一個類，這就是類加載器的隔離性。
為了解決類加載器的隔離問題，JVM 引入了雙親委派模型。
雙親委派模式，可以用一句話來說表達：任何一個類加載器在接到一個類的加載請求時，都會先讓其父類進行加載，只有父類無法加載（或者沒有父類）的情況下，才嘗試自己加載。
大致流程圖如下：
圖片
使用雙親委派模式，可以保證，每一個類只會有一個類加載器。例如 Java 最基礎的 Object 類，它存放在 rt.jar 之中，這是 Bootstrap 的職責范圍，當向上委派到 Bootstrap 時就會被加載。
但如果沒有使用雙親委派模式，可以任由自定義加載器進行加載的話，Java 這些核心類的 API 就會被隨意篡改，無法做到一致性加載效果。
JDK 中ClassLoader.loadClass()類加載器中的加載類的方法，部分核心源碼如下：
public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
return loadClass(name, false);
}protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException
{
// 1.首先要保證線程安全
synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
// 2.先判斷這個類是否被加載過，如果加載過，直接跳過
Class<?> c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
long t0 = System.nanoTime();
try {
// 3.有父類，優先交給父類嘗試加載；如果為空，使用BootstrapClassLoader類加載器
if (parent != null) {
c = parent.loadClass(name, false);
} else {
c = findBootstrapClassOrNull(name);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
// 父類加載失敗，這里捕獲異常，但不需要做任何處理
}
// 4.沒有父類，或者父類無法加載，嘗試自己加載
if (c == null) {
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;
}
}如何自定義類加載器？
針對某些特定場景，比如通過網絡來傳輸 Java 類的字節碼文件，為保證安全性，這些字節碼經過了加密處理，這時系統提供的類加載器就無法對其進行加載，此時我們可以自定義一個類加載器來完成文件的加載。
自定義類加載器也需要繼承ClassLoader類，簡單示例如下：
public class CustomClassLoader extends ClassLoader {
private String classPath;
public CustomClassLoader(String classPath) {
this.classPath = classPath;
}
@Override
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
Class<?> c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
byte[] data = loadClassData(name);
if (data == null) {
throw new ClassNotFoundException();
}
return defineClass(name, data, 0, data.length);
}
return null;
}
protected byte[] loadClassData(String name) {
try {
// package -> file folder
name = name.replace(".", "http://");
FileInputStream fis = new FileInputStream(new File(classPath + "http://" + name + ".class"));
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
int len = -1;
byte[] b = new byte[2048];
while ((len = fis.read(b)) != -1) {
baos.write(b, 0, len);
}
fis.close();
return baos.toByteArray();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
}相關的測試類如下：
package com.example;
public class ClassLoaderTest {
public static void main(String[] args) {
ClassLoader loader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
System.out.println("current loader：" + loader);
}
}將ClassLoaderTest.java源文件放在指定目錄下，并通過javac命令編譯成ClassLoaderTest.class，最后進行測試。
public class CustomClassLoaderTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String classPath = "/Downloads";
CustomClassLoader customClassLoader = new CustomClassLoader(classPath);
Class<?> testClass = customClassLoader.loadClass("com.example.ClassLoaderTest");
Object obj = testClass.newInstance();
System.out.println(obj.getClass().getClassLoader());
}
}輸出結果：
com.example.CustomClassLoader@60e53b93在實際使用過程中，最好不要重寫loadClass方法，避免破壞雙親委派模型。
小結
雙親委派，指的是在接受類加載請求時，會讓父類加載器試圖加載該類，只有在父類加載器無法加載該類或者沒有父類時，才嘗試從自己的類路徑中加載該類。
其次，針對某些場景，如果要實現類的隔離，可以自定義類加載器來實現特定類的加載。
