[原]黑马程序员【类加载器与双亲委派模型】
2014-7-22阅读227 评论0
一、类加载器
自己编写的一个Java类要运行，必须先加载到Java虚拟机中。而“加载”只是“类加载”(Class Loading)过程中的第一个阶段，后面还有验证、准备、解析和初始化等复杂过程。加载阶段最重要的任务“通过一个类的权限定名来获取定义此类的二进制字节流”就需要类加载器来完成。类加载器负责把Java源文件经编译器编译后生成的Class字节码文件加载到虚拟机中，也就是内存中，然后根据字节码文件中的类信息在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象。通过Class对象的newInstance()方法可以创建一个该类实例对象。
Java中有一下3种系统提供的类加载器：
1、启动类加载器(BootStrap ClassLoader):这个类加载器使用C++语言实现（只限于Hotspot，其他虚拟机不一定），是虚拟机自身的一部分。它主要加载java的核心库，rt.jar等。该加载器无法被Java程序直接引用，后面会讲到。
2、扩展类加载器(Extension ClassLoader):这个加载器由sum.misc.Launcher$ExtClassLoader实现，它负责加载JDK提供的扩展包，<JAVA_HOME>libext.*jar。开发者可以直接使用扩展类加载器。
3、应用程序类加载(Application ClassLoader):也这个加载器由sum.misc.Launcher$AppClassLoader实现。由于这类加载器是Classloader类中的getSystemClassLoader()方法的返回值，所以也称作系统类加载器(System ClassLoader),它负责加载开发者编写的类库，如果应用程序中没有使用自己编写的类加载器，一般情况下这个就是程序中默认的类加载器。
二、双亲委派模型
我们自己编写的应用程序都是由这3种类加载器相互配合进行加载的，如果有必要还可以加入自定义类加载器。这些类加载器的关系如下图：
图中展示的类加载器之间的这种层次关系，称为类加载的双亲委派模型(Parents Delegation Model)。双亲委派模型要求除了顶层的启动类加载器外，其余的类加载器都应有自己的父类加载器。这些类加载器的父子关系不是以继承的关系实现，而都是使用组合关系来复用父加载器的代码。
双亲委派模型的工作过程：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，而是把这个请求委派给父类加载器去完成，每个层次的类加载器都是如此。因此所有的加载请求最终都应该传达到顶层的启动类加载器中，只有当父加载器反馈无法完成这个加载请求（它的搜索范围中没有找到所需的类）时，子加载器才会尝试自己去加载。通过Clasloader的loadClass()源码看一下委派模型的实现:
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException
{
synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
//首先检查这个类是否已经被加载,native方法
Class c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
long t0 = System.nanoTime();
try {
if (parent != null) {
<span style="white-space:pre"> </span>//委派给父类加载器加载
c = parent.loadClass(name, false);
} else {
//最终委派给Bootstrap 加载器
c = findBootstrapClassOrNull(name);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
// 抛出ClassNotFoundException 异常
// 说明父类无法完成加载请求
}
if (c == null) {
// 如果任然为空null，说明父类加载器加载失败
//然后调用自己的findClass来继续查找
long t1 = System.nanoTime();
c = findClass(name);
}
}
if (resolve) {
resolveClass(c);
}
return c;
}
}
下面再通过一段代码，看一下这种层次结构：
public class ClassLoaderDemo {
public static void main(String[] args) {
ClassLoader loader=ClassLoaderDemo.class.getClassLoader();
while(loader!=null){
System.out.println(loader.getClass().getName());
loader=loader.getParent();
}
System.out.println(loader);
}
}
输出结果：
sun.misc.Launcher$AppClassLoader
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader
null
首先ClassLoderDemo这个类，是属于用户编码的类，应该由应用类加载器加载，所以最总应该是由AppClassLoader去加载。程序中依次输出了其父类，因为Bootstrap没有父类，所以返回null。
使用委派模型来组织加载器之间的关系的好处就是Java类随着它的类加载器一起具备了带有优先级的层次关系。例如java.lang.Object，它在rt.jar包中，无论哪个类加载器要加载这个类，最终都会委派给顶层的系统类加载器，因此Object类在各种类加载器环境中都是同一个类。相反，如果没有委派模型，由各个类加载器自行加载的话，如果用户自己编写了一个java.lang.Object类，那系统中可能会出现多个Object类，那么应用程序会一片混乱。双亲委派模型对于保证Java程序的稳定运作很重要。