Java的双亲委派模型

JAVA herman 218浏览 0评论

从 Java ClassLoader(ClassLoader)教程 这篇文章了解到 ClassLoader 的实现机制和原理后。我们再来看看 Java 中的双亲委派模型。

双亲委派模型的工作流程是:如果一个类加载器收到了类加载的请求,它首先不会自己去尝试加载这个类,而是把请求委托给父加载器去完成,依次向上,因此,所有的类加载请求最终都应该被传递到顶层的启动类加载器中,只有当父加载器在它的搜索范围中没有找到所需的类时,即无法完成该加载,子加载器才会尝试自己去加载该类。

双亲委派机制:

  • 1、当AppClassLoader加载一个class时,它首先不会自己去尝试加载这个类,而是把类加载请求委派给父类加载器ExtClassLoader去完成。
  • 2、当ExtClassLoader加载一个class时,它首先也不会自己去尝试加载这个类,而是把类加载请求委派给BootStrapClassLoader“`去完成。
  • 3、如果BootStrapClassLoader加载失败(例如在$JAVA_HOME/jre/lib里未查找到该class),会使用ExtClassLoader来尝试加载;
  • 4、若ExtClassLoader也加载失败,则会使用AppClassLoader来加载,如果AppClassLoader也加载失败,则会报出异常ClassNotFoundException

ClassLoader源码分析:

public Class<?> loadClass(String name)throws ClassNotFoundException {
        return loadClass(name, false);
}
// 业余草:www.xttblog.com
protected synchronized Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)throws ClassNotFoundException {
	// 首先判断该类型是否已经被加载
	Class c = findLoadedClass(name);
	if (c == null) {
		//如果没有被加载,就委托给父类加载或者委派给启动类加载器加载
		try {
			if (parent != null) {
				 //如果存在父类加载器,就委派给父类加载器加载
				c = parent.loadClass(name, false);
			} else {
			//如果不存在父类加载器,就检查是否是由启动类加载器加载的类,通过调用本地方法native Class findBootstrapClass(String name)
				c = findBootstrapClass0(name);
			}
		} catch (ClassNotFoundException e) {
		 // 如果父类加载器和启动类加载器都不能完成加载任务,才调用自身的加载功能
			c = findClass(name);
		}
	}
	if (resolve) {
		resolveClass(c);
	}
	return c;
}

双亲委派模型意义:

  • 系统类防止内存中出现多份同样的字节码
  • 保证Java程序安全稳定运行

什么是双亲委派模型?

简单说,类加载器就是根据指定全限定名称将class文件加载到JVM内存,转为Class对象。如果站在JVM的角度来看,只存在两种类加载器:

  • 启动类加载器(Bootstrap ClassLoader):由C++语言实现(针对HotSpot),负责将存放在<JAVA_HOME>\lib目录或-Xbootclasspath参数指定的路径中的类库加载到内存中。
  • 其他类加载器:由Java语言实现,继承自抽象类ClassLoader。如:扩展类加载器(Extension ClassLoader):负责加载<JAVA_HOME>\lib\ext目录或java.ext.dirs系统变量指定的路径中的所有类库。应用程序类加载器(Application ClassLoader)。负责加载用户类路径(classpath)上的指定类库,我们可以直接使用这个类加载器。一般情况,如果我们没有自定义类加载器默认就是用这个加载器。

双亲委派模型工作过程

双亲委派模型工作过程是:如果一个类加载器收到类加载的请求,它首先不会自己去尝试加载这个类,而是把这个请求委派给父类加载器完成。每个类加载器都是如此,只有当父加载器在自己的搜索范围内找不到指定的类时(即ClassNotFoundException),子加载器才会尝试自己去加载。

Java 双亲委派模型工作过程

为什么需要双亲委派模型?

为什么需要双亲委派模型呢?假设没有双亲委派模型,试想一个场景:

黑客自定义一个java.lang.String类,该String类具有系统的String类一样的功能,只是在某个函数稍作修改。比如equals函数,这个函数经常使用,如果在这这个函数中,黑客加入一些“病毒代码”。并且通过自定义类加载器加入到JVM中。此时,如果没有双亲委派模型,那么JVM就可能误以为黑客自定义的java.lang.String类是系统的String类,导致“病毒代码”被执行。

而有了双亲委派模型,黑客自定义的java.lang.String类永远都不会被加载进内存。因为首先是最顶端的类加载器加载系统的java.lang.String类,最终自定义的类加载器无法加载java.lang.String类。

或许你会想,我在自定义的类加载器里面强制加载自定义的java.lang.String类,不去通过调用父加载器不就好了吗?确实,这样是可行。但是,在JVM中,判断一个对象是否是某个类型时,如果该对象的实际类型与待比较的类型的类加载器不同,那么会返回false。

举个简单例子:

ClassLoader1、ClassLoader2都加载java.lang.String类,对应Class1、Class2对象。那么Class1对象不属于ClassLoad2对象加载的java.lang.String类型。

到这里 Java 的双亲委派模型已经讲完了,下篇文章我们学习如何自定义类加载器!

参考资料

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