前言
双亲委派模型是Java加载类的机制.采用双亲委派模型的好处是Java类随着它的类加载器一起具备了一种带有优先级的层级关系，通过这种层级关系可以避免类的重复加载.
1. 模型基础
image.png
- Bootstrap ClassLoader(启动类加载器):负责将%JAVA_HOME%/lib目录中或-Xbootclasspath中参数指定的路径中的，并且是虚拟机识别的（按名称）类库加载到JVM中
- Extension ClassLoader（扩展类加载器): 负责加载%JAVA_HOME%/lib/ext中的所有类库
- Application ClassLoader（应用程序加载器):负责ClassPath中的类库
2. 为什么使用双亲委派模型?
1.双亲委派模型最大的好处就是让Java类同其类加载器一起具备了一种带优先级的层次关系。这句话可能不好理解，我们举个例子。比如我们要加载java.lang.Object类，无论我们用哪个类加载器去加载Object类，这个加载请求最终都会委托给Bootstrap ClassLoader，这样就保证了所有加载器加载的Object类都是同一个类。如果没有双亲委派模型，那就乱了套了，完全可能搞出多个不同的Object类。
2.自上而下每个类加载器都会尽力加载.
3. 看看源码
1.首先加载类调用的loadClass方法,我们找到ClassLoader的loadClass():
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException
{
synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
// First, check if the class has already been loaded
Class<?> c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
long t0 = System.nanoTime();
try {
if (parent != null) {
c = parent.loadClass(name, false);
} else {
c = findBootstrapClassOrNull(name);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
// ClassNotFoundException thrown if class not found
// from the non-null parent class loader
}
if (c == null) {
// If still not found, then invoke findClass in order
// to find the class.
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;
}
}
- 首先判断了该类是否已加载.
- 若没加载,则传给双亲加载器去加载,
- 若双亲加载器没能成功加载它,则自己用findClass()去加载.所以是个向上递归的过程.
- 自定义加载器时,需要重写findClass方法,因为是空的,没有任何内容:
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
throw new ClassNotFoundException(name);
}
4. 自己动手,编写一个自己的类加载器
1.首先需要一个编译好的class文件,笔者用了一个之前写的斐波那契的类Fib.class(所在路径:C:/Users/Think/crabapple),下面是用idea通过反编译方式打开的class文件,注意记下class文件的包名,在后续代码中需要使用类的全限定名称.
//
// Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA
// (powered by Fernflower decompiler)
//
package crabapple;
public class Fib {
public static int fib(int num) {
return num < 2 ? num : fib(num - 2) + fib(num - 1);
}
}
2.继承ClassLoader,重写findClass方法:
class MyClassLoader extends ClassLoader {
private String classPath; // 保存的地址
/**
* 传入地址构造函数
* @param classPath
*/
public MyClassLoader(String classPath) {
this.classPath = classPath;
}
/**
* 读取class文件
* @param name
* @return
* @throws Exception
*/
private byte[] loadByte(String name) throws Exception {
String inPath = classPath + "/" + name + ".class";
FileInputStream fis = new FileInputStream(inPath);
int len = fis.available();
byte[] data = new byte[len];
fis.read(data);
fis.close();
return data;
}
/**
* 重写findClass方法，让加载的时候调用findClass方法
* @param name
* @return
* @throws ClassNotFoundException
*/
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
try {
byte[] data = loadByte(name);
// 将字节码载入内存
return defineClass(name, data, 0, data.length);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
}
- loadByte方法仅用作读取文件
- findClass方法才是加载类到内存的,注意name必须填全限定名,比如java.lang.Object.
3.测试,一下将使用一些反射机制和class类的方法.
public class ClassLoaderTest extends ClassLoader {
//main函数本该抛出异常有 ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InstantiationException, InvocationTargetException,为了好看,简写成Exception
public static void main(String[] args) throws Exception {
//初始化类加载器
MyClassLoader myClassLoader=new MyClassLoader("C:/Users/Think/crabapple");
//加载Fib类,笔者class文件包名为crabapple
Class myClass=myClassLoader.loadClass("crabapple.Fib");
//获取加载类的实例
Object object=myClass.newInstance();
//获取该类一个名为fib,且参数为int的方法
Method method=myClass.getMethod("fib",int.class);
//执行这个方法
int result=method.invoke(object,4);
//打印结果
System.out.print(result);
//output
/**
* 3
* Process finished with exit code 0
*/
}
}
- 执行成功
- 我们来分析下,Fib类的加载过程,初始化自定义类加载器后,loadClass方法肯定将其委派到双亲Application ClassLoader,而Application ClassLoader又将其委派到Extension ClassLoader,继而委派到Bootstrap ClassLoader.但是Bootstrap ClassLoader发现Fib并不在自己的加载能力范围内,于是移向Extension ClassLoader,同理Extension ClassLoader只能加载/ext中的class,继而让给Application ClassLoader,而Application ClassLoader只加载classpath中的类,于是又回到我们自定义的MyClassLoader,幸好我们重写了findClass方法进而执行了加载,否在findClass抛出找不到类的异常.至此Fib类加载完成.
结语
如上便是笔者对双亲委派模型的总结,如有错误,欢迎指正.
最后
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