classloader加载的双亲委托模式
要深入了解ClassLoader,首先就要知道ClassLoader是用来干什么的,顾名思义,它就是用来加载Class文件到JVM,以供程序使用 的。我们知道,java程序可以动态加载类定义,而这个动态加载的机制就是通过ClassLoader来实现的,所以可想而知ClassLoader的重 要性如何。
看到这里,可能有的朋友会想到一个问题,那就是既然ClassLoader是用来加载类到JVM中的,那么ClassLoader又是如何被加载呢?难道它不是java的类?
没有错,在这里确实有一个ClassLoader不是用java语言所编写的,而是JVM实现的一部分,这个ClassLoader就是
bootstrap
classloader(启动类加载器),这个ClassLoader在JVM运行的时候加载java核心的API以满足java程序最基本的需求,其中
就包括用户定义的ClassLoader,这里所谓的用户定义是指通过java程序实现的ClassLoader,一个是ExtClassLoader,
这个ClassLoader是用来加载java的扩展API的,也就是/lib/ext中的类,一个是AppClassLoader,这个
ClassLoader是用来加载用户机器上CLASSPATH设置目录中的Class的,通常在没有指定ClassLoader的情况下,程序员自定义
的类就由该ClassLoader进行加载。
当运行一个程序的时候,JVM启动,运行bootstrap
classloader,该ClassLoader加载java核心API(ExtClassLoader和AppClassLoader也在此时被加
载),然后调用ExtClassLoader加载扩展API,最后AppClassLoader加载CLASSPATH目录下定义的Class,这就是一
个程序最基本的加载流程。
上面大概讲解了一下ClassLoader的作用以及一个最基本的加载流程,接下来将讲解一下ClassLoader加载的方式,这里就不得不讲一下ClassLoader在这里使用了双亲委托模式进行类加载。
每一个自定义ClassLoader都必须继承ClassLoader这个抽象类,而每个ClassLoader都会有一个parent
ClassLoader,我们可以看一下ClassLoader这个抽象类中有一个getParent()方法,这个方法用来返回当前
ClassLoader的parent,注意,这个parent不是指的被继承的类,而是在实例化该ClassLoader时指定的一个
ClassLoader,如果这个parent为null,那么就默认该ClassLoader的parent是bootstrap
classloader,这个parent有什么用呢?
我们可以考虑这样一种情况,假设我们自定义了一个ClientDefClassLoader,我们使用这个自定义的ClassLoader加载
java.lang.String,那么这里String是否会被这个ClassLoader加载呢?事实上java.lang.String这个类并不
是被这个ClientDefClassLoader加载,而是由bootstrap
classloader进行加载,为什么会这样?实际上这就是双亲委托模式的原因,因为在任何一个自定义ClassLoader加载一个类之前,它都会先
委托它的父亲ClassLoader进行加载,只有当父亲ClassLoader无法加载成功后,才会由自己加载,在上面这个例子里,因为
java.lang.String是属于java核心API的一个类,所以当使用ClientDefClassLoader加载它的时候,该
ClassLoader会先委托它的父亲ClassLoader进行加载,上面讲过,当ClassLoader的parent为null
时,ClassLoader的parent就是bootstrap
classloader,所以在ClassLoader的最顶层就是bootstrap
classloader,因此最终委托到bootstrap classloader的时候,bootstrap
classloader就会返回String的Class。
我们来看一下ClassLoader中的一段源代码:
protected synchronized Class loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException{
// 首先检查该name指定的class是否有被加载
Class c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
try {
if (parent != null) {
//如果parent不为null,则调用parent的loadClass进行加载
c = parent.loadClass(name, false);
}else{
//parent为null,则调用BootstrapClassLoader进行加载
c = findBootstrapClass0(name);
}
}catch(ClassNotFoundException e) {
//如果仍然无法加载成功,则调用自身的findClass进行加载
c = findClass(name);
}
}
if (resolve) {
resolveClass(c);
}
return c;
}
从上面一段代码中,我们可以看出一个类加载的大概过程与之前我所举的例子是一样的,而我们要实现一个自定义类的时候,只需要实现findClass方法即可。
为什么要使用这种双亲委托模式呢?
第一个原因就是因为这样可以避免重复加载,当父亲已经加载了该类的时候,就没有必要子ClassLoader再加载一次。
第二个原因就是考虑到安全因素,我们试想一下,如果不使用这种委托模式,那我们就可以随时使用自定义的String来动态替代java核心api中定义类
型,这样会存在非常大的安全隐患,而双亲委托的方式,就可以避免这种情况,因为String已经在启动时被加载,所以用户自定义类是无法加载一个自定义的
ClassLoader。
上面对ClassLoader的加载机制进行了大概的介绍,接下来不得不在此讲解一下另外一个和ClassLoader相关的类,那就是Class类,每
个被ClassLoader加载的class文件,最终都会以Class类的实例被程序员引用,我们可以把Class类当作是普通类的一个模板,JVM根
据这个模板生成对应的实例,最终被程序员所使用。
我们看到在Class类中有个静态方法forName,这个方法和ClassLoader中的loadClass方法的目的一样,都是用来加载class的,但是两者在作用上却有所区别。
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