一文讀懂java類加載之雙親委派機制

一個編譯後的class文件，想要在JVM中運行，就須要先加載到JVM中。java中將類的加載工具抽象爲類加載器，而經過加載工具加載類文件的具體方式被稱爲雙親委派機制。html

知識點

類加載器：經過一個類全限定名稱來獲取其二進制文件（.class）流的工具。java

前述

首先明確一點，Java中類是描述一類對象的行爲和狀態，擁有封裝、繼承、多態特徵。而類加載器這個對象在類結構上都是抽象類ClassLoader的子類c++

public abstract class ClassLoader {...}

根據具體功能不一樣，JDK提供了多個具體子類，例如：ExtClassLoader、AppClassLoader、URLClassLoader、MethodUtil等。程序員

再明確一點，有了類加載功能，但仍是考慮實際使用。例如，瞭解java的都知道java底層使用的是c++。也就是說C++也能夠實現類加載文件，也能夠說是文件加載功能。在實際使用中也是這麼作的，那麼這部分被加載的類的加載器如何在Java中描述呢？下面來描述ide

JDK實際採用的類加載方式，被稱爲雙親委派機制。其主要分類以下，這是一種抽象概念工具

Bootstrap ClassLoader
- 系統類(rt.ar)的類加載器，採用C++代碼加載
Extension ClassLoader
- 擴展類(ext.jar)的類加載器，採用ExtClassLoader加載
Application ClassLoader
- 用戶類路徑（classpath）上類的類加載器，採用AppClassLoader加載
自定義類加載器
- 自定義的類加載器，繼承ClassLoader便可

雙親

既然稱爲雙親委派機制，則雙親是必須存在的。ClassLoader類存在一個parent屬性。所以能夠配置雙親。這個雙親是指ExtClassLoader和AppClassLoader，在JDK中則是這樣設置：this

ExtClassLoader.parent=null;url

AppClassLoader.parent=ExtClassLoaderspa

XXXClassLoader.parent=AppClassLoader.net

自定義的類加載器在構建時，若是未指定parent，則使用getSystemClassLoader()來獲取父類加載器，而該方法默認獲取的就是AppClassLoader。

以上的類加載方式，圖示以下

委派

雙親設置以後，即可以委派了，委派過程也就是類文件加載過程，

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException
{
    synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
        // 保證該類只加載一次
        Class<?> c = findLoadedClass(name);
        if (c == null) {
            long t0 = System.nanoTime();
            try {
                if (parent != null) {
                    // 存在父級類加載器則使用父級的父級類加載器進行加載
                    c = parent.loadClass(name, false);
                } else {
                    // 不存在父級類加載器則嘗試使用BootstrapClassLoader進行加載
                    c = findBootstrapClassOrNull(name);
                }
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                // 拋出類未找到異常說明父類加載器加載失敗
            }

            if (c == null) {
                // 父級類加載器未完成加載且BootstrapClassLoader也未完成加載則使用本身的加載方式
                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;
    }
}

文字描述下這段代碼：

加載類文件以前，先驗證是否被加載過了，若是加載過就再也不加載，防止被覆蓋掉，也防止屢次加載浪費資源。而後獲取類加載器的parent

若是parent不存在，則說明自己已是ExtClassLoader了，則查詢下類文件是否被Bootstrap ClassLoader加載過，找到就返回，不然返回null。
若是parent存在，則讓父類加載器去加載類文件，這個過程是往上遞推的，如 parent->parent->parent
以上流程處理完畢，若是發現返回的是null則說明已經遞推到了Bootstrap ClassLoader且仍不能加載，則說明該類文件不符合全部的父類加載器的加載條件，因而便輪到本身來加載了。

上面說明中往上遞推的過程就是委派了，而遞推的方式是parent，因而就稱爲雙親委派機制。固然通俗理解是父類加載器優先加載模式。

後記

在委派流程，描述了在該類文件不符合全部的父類加載器的加載條件，因而便輪到本身來加載了。這裏說明下加載條件

在Launcher指定了Bootstrap ClassLoader的加載文件夾System.getProperty("sun.boot.class.path");這個主要就是JDK指定的\lib\rt包

在ExtClassLoader中指定了加載文件夾：String var0 = System.getProperty("java.ext.dirs");這個主要就是JDK指定的\lib\ext包

在AppClassLoader中指定了加載文件夾：String var1 = System.getProperty("java.class.path");都是環境變量，自行可配。這個主要指的是開發中的類路徑

因爲AppClassLoader與ExtClassLoader都繼承了URLClassLoader所以都會進行加載條件判斷，若是是自定義的則能夠重寫loadClass來繞過雙親委派。固然不論怎麼重寫，加載二進制流的方法會校驗類文件不能是加載以java開頭的包中的類，這個是繞不過去的。

自定義類加載器示例

代碼

public class ConsumerClassLoaderDemo extends ClassLoader {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        ClassLoader myClassLoader = new ConsumerClassLoader();
        Object obj = myClassLoader.loadClass("cn.tinyice.demo.classloader.ConsumerClassLoaderDemo").newInstance();
        ClassLoader classLoader = obj.getClass().getClassLoader();
        // BootStrapClassLoader在Java中不存在的，所以會是null
        while (null != classLoader) {
            System.out.println(classLoader);
            classLoader = classLoader.getParent();
        }
    }
}

class ConsumerClassLoader extends ClassLoader {
    @Override
    public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        try {
            String classFile = name.substring(name.lastIndexOf(".") + 1) + ".class";
            InputStream in = getClass().getResourceAsStream(classFile);
            if (null == in) {
                return super.loadClass(name);
            }
            byte[] bytes = new byte[in.available()];
            in.read(bytes);
            return defineClass(name, bytes, 0, bytes.length);
        } catch (IOException e) {
            throw new ClassNotFoundException(name);
        }
    }
}

控制檯

cn.tinyice.demo.classloader.ConsumerClassLoader@12133b1
sun.misc.Launcher$AppClassLoader@b4aac2
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@f49f1c

Process finished with exit code 0

原文地址：程序員微錄：一文讀懂java類加載之雙親委派機制