深入理解 Java 虚拟机：双亲委派模型

亦凉 2023-02-18 09:42 42阅读 0赞

### 深入理解 Java 虚拟机：双亲委派模型 ###

*  类加载器种类
 *   *  启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）
     *  扩展类加载器（Extension ClassLoader）
     *  应用程序类加载器（Application ClassLoader）
     *  用户自定义类加载器（Customized Class Loader）
 *  双亲委派模型
 *   *  什么是双亲委派模型
     *  双亲委派模型工作原理
     *  双亲委派模型源码

# 类加载器种类 #

## 启动类加载器（Bootstrap ClassLoader） ##

使用 C++ 实现，是虚拟机的一部分。所有其他的类加载器，都是 Java 实现，独立于虚拟机外部，并且全程继承自抽象类 `java.lang.ClassLoader`。

`启动类加载器` 负责把存放在 **<JAVA\_HOME>\\lib** 目录中，或者被 **-Xbootclasspath** 参数所指定的，并且是 `虚拟机识别` 的类库加载到虚拟机内存中。

## 扩展类加载器（Extension ClassLoader） ##

由 `sun.misc.Launcher$ExtClassLoader` 实现，负责加载 **<JAVA\_HOME>\\lib\\ext** 目录中，或者被 **java.ext.dirs** 系统变量所指定的路径中的所有类库， 开发者可以直接获取此加载器。

## 应用程序类加载器（Application ClassLoader） ##

由 `sun.misc.Launcher$AppClassLoader` 实现，由于这个类加载器是 ClassLoader 中的 **getSystemClassLoader()** 方法的返回值，一般也称他为 **系统类加载器**。

它负责加载 **用户类路径上所指定的类库**，开发者可以直接使用这个类加载器，如果应用程序没有自定义过自己的类加载器，一般情况下就是 `程序中默认的类加载器`。

## 用户自定义类加载器（Customized Class Loader） ##

用户可以自己定义类加载器来加载类。所有的类加载器都要`继承 java.lang.ClassLoader 类并重写 findClass(String name) 方法`。用户自定义类加载器 **默认父加载器是应用程序加载器**。

# 双亲委派模型 #

## 什么是双亲委派模型 ##

如下图这种层次关系，称为 **双亲委派模型**。**双亲委派模型** 要求`除了顶层的类加载器外`，其余的类加载器 `都应有自己的父类加载器`。这里的类加载器之间的父子关系不会以继承的关系来实现，而都是以 `组合关系来复用父加载器的代码`。

## 双亲委派模型工作原理 ##

1.  一个类加载器收到了类加载请求
2.  自己先不尝试加载，而是委派给父类加载器去加载
3.  由于每个类加载器都有父类，因此周而复始 `直到传送到顶层的启动类加载器`
4.  如果父类加载器反馈无法加载，则子类尝试自己去加载
5.  又是一个周而复始，`从顶层向下一个个尝试，直到一个加载器成功加载`

## 双亲委派模型源码 ##

源码集中在 `java.lang.ClassLoader` 的 `loadClass()` 中。

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
            throws ClassNotFoundException
    { 
    	// 根据类的名称获取锁
        synchronized (getClassLoadingLock(name)) { 
            // 首先，检查是否已经加载
            Class<?> c = findLoadedClass(name);
            if (c == null) { 
                long t0 = System.nanoTime();
                try { 
                	// 检查是否有父类加载器，有的话委派给父类
                	// 注意，这里是个迭代
                    if (parent != null) { 
                        c = parent.loadClass(name, false);
                    } else { 
                    	// 发现没父类加载器，说明再上一层是启动类加载器
                    	// 使用启动类加载器进行加载
                        c = findBootstrapClassOrNull(name);
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e) { 
                    // 父类加载器加载失败，抛出 ClassNotFoundException 异常
                    // 此时的 c == null，后续开始使用自己的加载器加载
                }
    
                if (c == null) { 
                    // c == null，意思就是被 catch 了，也就是父类加载器加载失败
                    // 使用自身的加载器进行加载
                    // 还失败，就会像上抛出 ClassNotFoundException
                    long t1 = System.nanoTime();
                    c = findClass(name);
    
                    // this is the defining class loader; record the stats
                    sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
                }
            }
            if (resolve) { 
                resolveClass(c);
            }
            return c;
        }
    }