ClassLoader双亲委派模式作用详解

2022-11-13 19:00

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前言

我们的面试中经常会遇到关于ClassLoader的问题，但是我们的日常开发中又没有直接编写过ClassLoader相关的代码。对于小白新手来说，可能都不知道ClassLoader是用来干嘛的，它是如何在无形当中影响我们编写的代码的？

ClassLoader的作用

见名知意，ClassLoader就是类加载器，它的作用就是将我们编写的java代码加载到JVM虚拟机中。在JVM启动的时候是不会一次性把所有的java类加载进去的，而是在需要的时候才加载指定的类文件，要不然类特别多的话，大部分类一时用不上，那就浪费内存资源了。既然ClassLoader是用来加载类文件的，那么我们平时写的java代码是如何加载的呢？

ClassLoader的种类

在JDK中，默认是有三种ClassLoader的：

Bootstrap ClassLoader

主要加载核心类库，加载${JRE_HOME}/lib下的rt.jar、resources.jar等；

Extension ClassLoader

加载扩展类库，加载${JRE_HOME}/lib/ext文件夹下的jar包和class文件；

另外还会加载-D java.ext.dirs指定的目录下的jar包和class文件；

AppClassLoader

加载当前应用classpath下的所有class文件；

如何实现双亲委派模式

在Launcher类中，我们可以看到Launcher创建的时候，同时创建了ExrClassLoader与AppClassLoader对象。

sun.misc.Launcher:

    public Launcher() {
        Launcher.ExtClassLoader var1;
        try {
            var1 = Launcher.ExtClassLoader.getExtClassLoader();
        } catch (IOException var10) {
            throw new InternalError("Could not create extension class loader", var10);
        }
        try {
            this.loader = Launcher.AppClassLoader.getAppClassLoader(var1);
        } catch (IOException var9) {
            throw new InternalError("Could not create application class loader", var9);
        }
        Thread.currentThread().setContextClassLoader(this.loader);
    }

1.创建ExtClassLoader对象；

2.创建AppClassLoader对象，并把ExtClassLoader对象作为AppClassLoader的父级ClassLoader；

3.把AppClassLoader对象绑定到线程上下文中；

为什么没有提到BoostrapClassLoader？

因为BoostrapClassLoader在java层面是拿不到的，ExtClassLoader的父级ClassLoader就是BoostrapClassLoader，java层面取出来就是null；

为了了解清楚类的加载方式，我们首先需要从AppClassLoader中的loadClass()方法中入手：

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
        throws ClassNotFoundException
    {
        synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
            // 首先, 检查这个类是否已经加载好了
            Class<?> c = findLoadedClass(name);
            // 如果没有加载过
            if (c == null) {
                long t0 = System.nanoTime();
                try {
                    // 如果父级ClassLoader不为空，那么就先尝试让父级ClassLoader加载
                    if (parent != null) {
                        c = parent.loadClass(name, false);
                    } else {
                        // 如果父级ClassLoader为空，有可能父级ClassLoader是BootstrapClassLoader，那么先尝试在BootstrapClassLoader加载
                        c = findBootstrapClassOrNull(name);
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                    // ClassNotFoundException thrown if class not found
                    // from the non-null parent class loader
                }
                // 如果一直向上都没有加载目标class，那么最终回到当前ClassLoader加载
                if (c == null) {
                    // If still not found, then invoke findClass in order
                    // to find the class.
                    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);
            }
            // 返回加载成功的类
            return c;
        }
    }

通过以上代码分析，我们可以大概了解到双亲委派模式了：

1.先在当前ClassLoader检查是否已经加载了目标类；

2.如果当前ClassLoader没有加载目标类，那么先向尝试让父级ClassLoader加载目标类，直至BootstrapClassLoader；

3.如果最终所有的父级ClassLoader都没有加载目标类，那么当前ClassLoader尝试自己加载目标类；

4.所有父级ClassLoader重复操作1～3步骤；

5.只要其中任意一个ClassLoader成功加载目标类，那么就直接返回；