所属文集：ClassLoader串烧
前提
需求
程序运行过程中要用到的类，通过当前类加载器的自动加载，加载不到（不在当前类加载器的类资源管辖范围），如果要使用这个类，必须指定一个能够加载这个类的加载器去加载，而怎么获取这个加载器是个问题。
程序都是在线程中执行，那么从线程的上下文中去拿最合理，所以就诞生了线程上下文类加载器，这个加载器的是非自动加载，即通过forName 或者 loadClass的方式去加载类。
两种场景
1.当高层提供了统一接口,让低层去实现，同时又要是在高层加载（或实例化）低层的类时，必须通过线程上下文类加载器来帮助高层的ClassLoader找到并加载该类。
如SPI.下文会从源码验证。
2.当使用本类 托管类加载，然而加载本类的ClassLoader(当前类加载器)未知时，为了隔离不同的调用者，可以取调用者各自的线程上下文类加载器代为托管执行类加载(指定类加载器)。
如Spring，看tommcat中如何使用spring加载类！解读这种场景的运用
概念
线程的创建者提供了上下文ClassLoader，供加载类和资源时此线程中运行的代码使用。 如果未设置，则默认值为父线程的ClassLoader上下文。 通常将原始线程的上下文ClassLoader设置为用于加载应用程序的类加载器，默认情况下是AppClassLoader；
获取和设置
获取
Thread#getContextClassLoader()
设置
Thread#setContextClassLoader()
经典用法
线程上下文加载器其实是线程的一个私有数据，跟线程绑定的，这个线程做完启动Context组件的事情后，会被回收到线程池，之后被用来做其他事情，为了不影响其他事情，需要恢复之前的线程上下文加载器。
线程上下文类加载器（TCCL)的使用方法
1.获取原TCCL，orign_cl
try{
2.指定一个cl，给TCCL
(ServiceLoader中，使用tccl来加载类)
} finally{
3.将TCCL 还原为orign_cl
}
SPI技术和TCCL
数据库驱动，java官方核心库定了接口，但是没做实现，三方做了实现；单核心库的代码中要使用三方的实现类.
技术实现上来说就是ServiceLoader类是由bootstrap（bs)类加载的，但是bs类加载器，加载不到三方实现(classpath路径下)的类，那方法就执行不下去了。而classpath路径下的类,是由AppClassLoader加载的,可以想办法在此时,获取到AppClassLoader,从代码执行流程来看，其实都是线程在承载逻辑执行，提供了贯穿整个逻辑的上下文，可以方便的在这个上下文中设置和获取cl。
当然线程上下文类加载器可以使用其他的自定义CL
从ServiceLoader源码中,找到如何使用ThreadContext ClassLoader的;
通过DriverManager来跟踪调试代码.
public class SpiDemo {
public static void main(String[] args) {
DriverManager.getConnection("");
}
DriverManager
static {
loadInitialDrivers();
println("JDBC DriverManager initialized");
}
private static void loadInitialDrivers() {
String drivers;
try {
drivers = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<String>() {
public String run() {
return System.getProperty("jdbc.drivers");
}
});
} catch (Exception ex) {
drivers = null;
}
// If the driver is packaged as a Service Provider, load it.
// Get all the drivers through the classloader
// exposed as a java.sql.Driver.class service.
// ServiceLoader.load() replaces the sun.misc.Providers()
AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() {
public Void run() {
ServiceLoader<Driver> loadedDrivers = ServiceLoader.load(Driver.class);
Iterator<Driver> driversIterator = loadedDrivers.iterator();
try{
while(driversIterator.hasNext()) {
driversIterator.next();
}
} catch(Throwable t) {
// Do nothing
}
return null;
}
});
...
}
ServiceLoader.load(Driver.class);
public static <S> ServiceLoader<S> load(Class<S> service) {
ClassLoader cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();//获取线程上下文类加载器
return ServiceLoader.load(service, cl);//传入cl
}
new ServiceLoader对象，传入目标类类型，和cl
public static <S> ServiceLoader<S> load(Class<S> service,ClassLoader loader){
return new ServiceLoader<>(service, loader);
}
如果未指定cl，则使用系统类加载器
看reload;
private ServiceLoader(Class<S> svc, ClassLoader cl) {
service = Objects.requireNonNull(svc, "Service interface cannot be null");
loader = (cl == null) ? ClassLoader.getSystemClassLoader() : cl;
acc = (System.getSecurityManager() != null) ? AccessController.getContext() : null;
reload();
}
构造一个迭代器，传入了cl
public void reload() {
providers.clear();
lookupIterator = new LazyIterator(service, loader);
}
回头再看drivermanager中，加载驱动的代码,从ServiceLoader中，获取一个迭代器，并遍历
ServiceLoader<Driver> loadedDrivers = ServiceLoader.load(Driver.class);
Iterator<Driver> driversIterator = loadedDrivers.iterator();
while(driversIterator.hasNext()) {
driversIterator.next();
}
loadedDrivers.iterato(); 返回的是 java.util.ServiceLoader#iterator,
public Iterator<S> iterator() {
return new Iterator<S>() {
Iterator<Map.Entry<String,S>> knownProviders
= providers.entrySet().iterator();
public boolean hasNext() {
if (knownProviders.hasNext())
return true;
return lookupIterator.hasNext();
}
public S next() {
if (knownProviders.hasNext())
return knownProviders.next().getValue();
return lookupIterator.next();
}
public void remove() {
throw new UnsupportedOperationException();
}
};
}
看起构造,hasNext() 和 next()方法内部都调用了lookupIterator的hasNext 和 next方法，那么继续看lookupIterator的着两个方法，
public boolean hasNext() {
if (acc == null) {
return hasNextService();
} else {
PrivilegedAction<Boolean> action = new PrivilegedAction<Boolean>() {
public Boolean run() { return hasNextService(); }
};
return AccessController.doPrivileged(action, acc);
}
}
public S next() {
if (acc == null) {
return nextService();
} else {
PrivilegedAction<S> action = new PrivilegedAction<S>() {
public S run() { return nextService(); }
};
return AccessController.doPrivileged(action, acc);
}
}
关键点在于hasNextService（） nextService（）这两个方法
先看nextService()方法,代码中，
private S nextService() {
if (!hasNextService())
throw new NoSuchElementException();
String cn = nextName;
nextName = null;
Class<?> c = null;
try {
c = Class.forName(cn, false, loader);
} catch (ClassNotFoundException x) {
fail(service,
"Provider " + cn + " not found");
}
if (!service.isAssignableFrom(c)) {
fail(service,
"Provider " + cn + " not a subtype");
}
try {
S p = service.cast(c.newInstance());
providers.put(cn, p);
return p;
} catch (Throwable x) {
fail(service,
"Provider " + cn + " could not be instantiated",
x);
}
throw new Error(); // This cannot happen
}
关键点在 Class.forName(cn,false,loader); 最后一个参数loader就是上文中传入的线程上下文类加载器，那么到此处可以明确的知道所谓的SPI 如何使用的线程上下文类加载器进行类加载；进而弄明白为什么线程类加载器，怎么打破双亲委托机制进行了类加载；
简单的总结;SPI的打破双亲委托机制进行类加载，就是指定类加载器，这个类加载通过线程上下文类加载器来承载（赋值和取出）
hasNextService（）方法
private boolean hasNextService() {
if (nextName != null) {
return true;
}
if (configs == null) {
try {
String fullName = PREFIX + service.getName();
if (loader == null)
configs = ClassLoader.getSystemResources(fullName);
else
configs = loader.getResources(fullName);
} catch (IOException x) {
fail(service, "Error locating configuration files", x);
}
}
while ((pending == null) || !pending.hasNext()) {
if (!configs.hasMoreElements()) {
return false;
}
pending = parse(service, configs.nextElement());
}
nextName = pending.next();
return true;
}
因为 private static final String PREFIX = "META-INF/services/";
所以 fullName : META-INF/services/java.sql.Driver∂
configs = loader.getResources(fullName);加载资源后，通过
pending = parse(service, configs.nextElement());解析资源，获取pending的结果
0 = "com.mysql.jdbc.Driver"
1 = "com.mysql.fabric.jdbc.FabricMySQLDriver"
高级开发必须理解的Java中SPI机制
Java界最神秘技术ClassLoader，吃透它看这一篇就够了
走出类加载器的迷宫
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