詳解Java類加載機(jī)制中的雙親委派模型
Java中的類加載器
在介紹雙親委派模型之前,首先先介紹下Java中的類加載器。
啟動類加載器(Bootstrap ClassLoader)
首先先介紹下類加載器中的重量級器物,就是大名鼎鼎--啟動類加載器。
為什么說他是重量級的恩,因為它是Java類加載器層次結(jié)構(gòu)的最頂層,由虛擬機(jī)實現(xiàn),用于加載Java核心類庫,如java.lang和java.util等。
既然是最頂層的類加載器,我們就康康它有什么作用:
啟動類加載器是由C/C++編寫的,無法直接在Java代碼中獲取其引用。 它負(fù)責(zé)加載Java運(yùn)行時環(huán)境所需的基本類。
擴(kuò)展類加載器(Extension ClassLoader)
接著我們看一下Java加載器中的第二號人物--擴(kuò)展類加載器。
擴(kuò)展類加載器是由Java編寫的,它是啟動類加載器的子類。 它負(fù)責(zé)加載Java擴(kuò)展類庫,位于jre/lib/ext路徑下的JAR文件。 擴(kuò)展類加載器可以通過java.ext.dirs系統(tǒng)屬性來指定其他目錄作為擴(kuò)展類庫的路徑。
應(yīng)用程序類加載器(Application ClassLoader)
接著介紹最底層的加載器--應(yīng)用程序類加載器。
應(yīng)用程序類加載器是Java類加載器層次結(jié)構(gòu)的最底層,也稱為系統(tǒng)類加載器。 它負(fù)責(zé)加載應(yīng)用程序類路徑(Classpath)下的類,包括開發(fā)者自己編寫的類和第三方庫。 應(yīng)用程序類加載器可以通過-classpath或-cp選項來指定加載類的路徑。
自定義類加載器(Custom ClassLoader)
除了上述系統(tǒng)類的加載器,我們開發(fā)者還可以自定義加載器-驚不驚喜,意不意外。
自定義類加載器是開發(fā)者根據(jù)需求編寫的自定義加載器,繼承自ClassLoader類。 它可以根據(jù)特定的加載規(guī)則和需求,從不同的來源加載類,比如本地文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等。 自定義類加載器需要實現(xiàn)findClass()方法,指定類的加載規(guī)則,然后通過defineClass()方法加載類的字節(jié)碼。
雙親委派模型
看到這里,上我們的重頭菜,這塊知識是面試中的重點內(nèi)容。
雙親委派(Parent Delegation)是Java類加載機(jī)制中一種重要的實現(xiàn)方式,它通過一種遞歸的方式在類加載器之間建立了父子關(guān)系,并且定義了類加載的優(yōu)先級。該模型主要用于解決類加載的沖突和隔離問題,保證Java應(yīng)用程序的穩(wěn)定性和安全性。
在Java類加載機(jī)制中,每個類加載器都有一個父加載器。當(dāng)一個類加載器需要加載一個類時,它首先會委托給它的父加載器進(jìn)行加載。只有當(dāng)父加載器無法加載時,子加載器才會嘗試加載。這種遞歸的委派模型可以形成一個類加載器的層次結(jié)構(gòu),稱為類加載器樹。
我看了《深入理解Java虛擬機(jī)-第三版》中的講解,挺詳細(xì)的,這里分享給大家:如果一個類加載器收到了類加載的請求,它首先不會自己去嘗試加載這個類,而是把這個請求委派給父類加載器去完成,每一個層次的類加載器都是如此,因此所有的加載請求最終都應(yīng)該傳送到最頂層的啟動類加載器中,只有當(dāng)父類加載器反饋自己無法加載這個請求時,子加載器才會嘗試自己去加載。
雙親委派模型源碼
首先可以先嘗試自己看下源碼,非常通俗易懂:
protected synchronized Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException { // 首先,檢查類是否已經(jīng)被加載 Class<?> c = findLoadedClass(name); if (c == null) { try { if (parent != null) { // 如果父類加載器存在,則委派給父類加載器 c = parent.loadClass(name, false); } else { // 否則,使用引導(dǎo)類加載器進(jìn)行加載 c = findBootstrapClassOrNull(name); } } catch (ClassNotFoundException e) { // 如果父類加載器也無法找到類,則嘗試自己加載 c = findClass(name); } } if (resolve) { resolveClass(c); } return c; }
在上面的源碼中,我們可以看到雙親委派機(jī)制的體現(xiàn)。當(dāng)loadClass方法被調(diào)用時,首先會檢查該類是否已經(jīng)被加載。如果沒有加載,那么會按照以下步驟進(jìn)行處理:
首先,調(diào)用findLoadedClass(name)方法檢查類是否已經(jīng)被其他類加載器加載過。如果是,則直接返回該類的Class對象。
如果這個類還未加載,則嘗試委派給父類加載器加載。通過parent.loadClass(name, false)方法,將類加載任務(wù)傳遞給父類加載器。這個過程中,父類加載器會重復(fù)執(zhí)行上述流程,直到達(dá)到引導(dǎo)類加載器為止。
如果所有的父類加載器都無法加載該類,那么會嘗試使用啟動類加載器加載。這是Java類加載器層次結(jié)構(gòu)的最頂層。
如果引導(dǎo)類加載器仍然無法找到所需的類,就會調(diào)用findClass(name)方法在當(dāng)前類加載器的作用域內(nèi)查找并加載該類。
到最后,如果resolve參數(shù)為true,就會調(diào)用resolveClass(c)方法進(jìn)一步解析和鏈接該類。
如何打破雙親委派模型
其實雙親委派模型并不是具有強(qiáng)制性約束的模型,雖然它有助于保證類的隔離和加載的順序,但有時候我們可能需要打破這種機(jī)制,比如我們在特殊情況下需要自定義類加載邏輯或?qū)崿F(xiàn)熱部署的時候。
上周面試問道了這個問題,所以在這里也介紹幾種打破Java中雙親委派機(jī)制的方法:
自定義類加載器:我們自定義一個繼承自ClassLoader的類加載器,重寫loadClass方法,可以實現(xiàn)自己的類加載邏輯。在我們定義的這個方法中,可以在需要時跳過父類加載器并直接加載類,從而打破雙親委派機(jī)制。但是,在自定義類加載器中打破雙親委派機(jī)制可能會導(dǎo)致類的隔離性和安全性問題,所以我們在使用時要慎重。
線程上下文類加載器:Java中提供了線程上下文類加載器(Thread Context ClassLoader)的概念,它可以在某些情況下打破雙親委派機(jī)制。例如,在JNDI、SPI(Service Provider Interface)和一些框架中,線程上下文類加載器可以用來加載指定的類,從而不受雙親委派機(jī)制的限制。
通過反射機(jī)制:使用反射機(jī)制可以直接調(diào)用Class類的defineClass方法,這樣可以繞過雙親委派機(jī)制直接加載指定的類。但是,在使用這種方式時,我們需要自行處理類加載的順序和依賴關(guān)系,因為雙親委派機(jī)制不再起作用。
綜上所述,不正確地使用或濫用這些方法可能導(dǎo)致類加載沖突、安全問題以及代碼的不穩(wěn)定性 ,因此我們還需要在明確的需求和充分的理解下使用(面試會背誦就行【手動狗頭】)。
以上就是詳解Java類加載機(jī)制中的雙親委派模型的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于Java雙親委派模型的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
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