什么是類加載器和雙親委派機制

本篇內容介紹了“什么是類加載器和雙親委派機制”的有關知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領大家學習一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠學有所成！

（一）概述

我們都知道Java代碼會被編譯成class文件，在class文件中描述了該類的各種信息，class類最終需要被加載到虛擬機中才能運行和使用。

虛擬機把Class文件加載到內存，并對數據進行校驗、轉換解析和初始化，最終形成虛擬機可以直接使用的Java類型，這就是虛擬機的類加載機制。

（二）類加載的過程

一個類從被加載到卸載出內存，一共包含下面七個階段：

加載、驗證、準備、解析、初始化、使用、卸載 加載的來源有以下部分：

1、本地磁盤

2、網絡下載的.class文件

3、war，jar下加載.class文件

4、從專門的數據庫中讀取.class文件（少見）

5、將java源文件動態編譯成class文件，典型的就是動態代理，通過運行時生成class文件

加載的過程是通過類加載器實現的。有關類加載的其他過程我會在下一章中介紹。

（三）類加載器的分類

類加載器分為系統級別和用戶級別：

系統級別的類加載器有：

1、啟動類加載器（底層使用C++實現）

2、擴展類加載器（底層使用java實現，是ClassLoader的子類）

3、應用程序類加載器（底層使用java實現，是ClassLoader的子類）

用戶級別的類加載器我們統一稱為自定義類加載器。

3.1 啟動類加載器

首先我們來看看啟動類加載器加載了哪些類，啟動類加載器負責加載sun.boot.class.path：

public static void bootClassLoaderLoadingPath(){
    //獲取啟動列加載器加載的目錄
    String bootStrapLoadingPath=System.getProperty("sun.boot.class.path");
    //把加載的目錄轉為集合
    List<String> bootLoadingPathList= Arrays.asList(bootStrapLoadingPath.split(";"));
    for (String bootPath:bootLoadingPathList){
        System.out.println("啟動類加載器加載的目錄："+bootPath);
    }
}

通過上面的代碼我們可以獲取到啟動類加載器所加載的類：

3.2 拓展類加載器

擴展類加載器加載負責加載java.ext.dirs，我們同樣寫一段代碼去加載它：

public static void extClassLoaderLoadingPath(){
    //獲取啟動列加載器加載的目錄
    String bootStrapLoadingPath=System.getProperty("java.ext.dirs");
    //把加載的目錄轉為集合
    List<String> bootLoadingPathList= Arrays.asList(bootStrapLoadingPath.split(";"));
    for (String bootPath:bootLoadingPathList){
        System.out.println("拓展類加載器加載的目錄："+bootPath);
    }
}

可以看到，除了加載了JDK目錄下的ext外，還加載了Sun目錄下的ext

3.3 應用程序類加載器

最后是應用類加載器，它負責加載java.class.path：

public static void appClassLoaderLoadingPath(){
    //獲取啟動列加載器加載的目錄
    String bootStrapLoadingPath=System.getProperty("java.class.path");
    //把加載的目錄轉為集合
    List<String> bootLoadingPathList= Arrays.asList(bootStrapLoadingPath.split(";"));
    for (String bootPath:bootLoadingPathList){
        System.out.println("應用程序類加載器加載的目錄："+bootPath);
    }
}

它負責加載工程目錄下classpath下的class以及jar包。

（四）雙親委派模型

所謂雙親委派模型，就是指一個類接收到類加載請求后，會把這個請求依次傳遞給父類加載器（如果還有的話），如果頂層的父類加載器可以加載，就成功返回，如果無法加載，再依次給子加載器去加載。 我們先通過代碼來看一下類加載器的層級結構：

public class ClassLoaderPath {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(ClassLoaderPath.class.getClassLoader());
        System.out.println(ClassLoaderPath.class.getClassLoader().getParent());
        System.out.println(ClassLoaderPath.class.getClassLoader().getParent().getParent());
    }
}

編寫一個類，依次輸出這個類的類加載器，父類加載器，父類的父類加載器

可以看到首先是應用程序類加載器，它的父類是擴展類加載器，擴展類加載器的父類輸出了一個null，這個null會去調用啟動類加載器。如果你不信，我們看源碼：ClassLoader類

接著從父類加載器往下調用findClass，如果可以加載，就直接返回class，如果不能加載，就依次向下。如果到了自定義加載器還是無法被加載，就會拋出ClassNotFound異常。

我畫了一個流程圖來展示雙親委派模型的全過程：

雙親委派模型保證了Java程序的穩定運行，可以避免類的重復加載，也保證了 Java 的核心 API 不被篡改。

（五）破壞雙親委派

雙親委派模型并不是絕對的，spi機制就可以打破雙親委派模型。

首先我們需要了解什么是spi，spi(Service Provider Interface)是一種服務發現機制，Java在核心庫中定義了許多接口，并且針對這些接口給出調用邏輯，但是并未給出具體的實現。開發者要做的就是定制一個實現類，在 META-INF/services 中注冊實現類信息，以供核心類庫使用。最典型的就是JDBC。

Java提供了一個Driver接口用于驅動各個廠商的數據庫連接，Driver類位于JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar中，應該由Bootstrap類加載器進行加載。根據類加載機制，當被加載的類引用了另外一個類的時候，虛擬機就會使用加載該類的類加載器加載被引用的類，因此如果其他數據庫廠商定制了Driver的實現類之后，按理說也得把這個實現類放到啟動類加載器加載的目錄下，這顯然是很不合理的。

于是Java提供了spi機制，即使Driver由啟動類加載器去加載，但是他可以讓線程上下文加載器（Thread Context ClassLoader）去請求子類加載器去完成加載，默認是應用程序類加載器。但是這確實破壞了類加載機制。

“什么是類加載器和雙親委派機制”的內容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業相關的知識可以關注億速云網站，小編將為大家輸出更多高質量的實用文章！