java|【java_基础深入】类加载器和双亲委派机制、全盘委托机制的关系 jvm|源码

类加载器和双亲委派机制、全盘委托机制的关系一. 类加载器
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1.1 类加载器rt.jar中 sun.misc.Launcher.class

public class Launcher { static class AppClassLoader extends URLClassLoader {} static class ExtClassLoader extends URLClassLoader {} }

JVM 加载任意一个类时，委托至顶级加载器 Bootstrap ClassLoader， Bootstrap 会加载Launcher.class（不需要编译，直接存在于rt.jar中）
也即是Bootstrap 启动完成， AppClassLoader，ExtClassLoader已成为可用状态
1.2 两大类加载器的基类 URLClassLoader

public class URLClassLoader extends SecureClassLoader implements Closeable {}public class SecureClassLoader extends ClassLoader {}

1.3 native 底层加载.class文件 ClassLoader.defineClass()

protected final Class defineClass(String name, byte[] b, int off, int len){ return defineClass(name, b, off, len, null); }

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native 方法读取字节数组, 也就是我们平常说的字节码文件，也可以根据字节流换成来读取一个资源
native 原生就支持加载编译好的.class文件，网络传输中的.class文件, 甚至是自己new 出来的字节数组
二. 双亲委派机制 2.1 双亲委派组成之一： loadClass() 2.1.1 ClassLoader.loadClass()

public Class loadClass(String name) throws ClassNotFoundException { return loadClass(name, false); }

// native 读取是否已经加载了类 private native final Class findLoadedClass0(String name);

protected Class loadClass(String name, boolean resolve) { // First, check if the class has already been loaded Class c = findLoadedClass(name); if (c == null) { try { // 递归寻找父加载器 if (parent != null) { c = parent.loadClass(name, false); else //parent == null 时访问到顶级加载器 c = findBootstrapClassOrNull(name); } catch (ClassNotFoundException e) {} if (c == null) { // findClass找到class文件后将调用defineClass方法把字节码导入方法区，同时缓存结果 c = findClass(name); } } }

AppClassLoader 和 ExtClassLoader 都使用的是变双亲委派的规则
2.1.2 不同类加载器的执行目录

启动（Bootstrap）类加载器：负责装载%Java_Home%/lib下面的核心类库或-Xbootclasspath选项指定的jar包。由native方法实现加载过程，程序无法直接获取到该类加载器，无法对其进行任何操作。
扩展（Extension）类加载器：扩展类加载器由sun.misc.Launcher.ExtClassLoader实现的。负责加载%Java_Home%/lib/ext或者由系统变量-Djava.ext.dir指定位置中的类库。程序可以访问并使用扩展类加载器。
系统（System）类加载器：系统类加载器是由sun.misc.Launcher.AppClassLoader实现的，也叫应用程序类加载器。负责加载系统类路径-classpath或-Djava.class.path变量所指的目录下的类库。程序可以访问并使用系统类加载器。

2.2 双亲委派组成之二：findClass() 2.2.1 ClassLoader.findClass()

protected Class findClass(String name) throws ClassNotFoundException { throw new ClassNotFoundException(name); }

2.2.2 AppClassLoader 和 ExtClassLoader 的 findClass()

// 搜索路径 private final URLClassPath ucp;

protected Class findClass(final String name) { final Class result; result = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedExceptionAction>(){ public Class run() throws ClassNotFoundException { String path = name.replace('.', '/').concat(".class"); // 找自己路径下的class文件 Resource res = ucp.getResource(path, false); if (res != null) { // 找到了就注入 return defineClass(name, res); } else { return null; } } }, acc); if (result == null) { throw new ClassNotFoundException(name); } return result; }

2.3 为什么需要双亲委派机制？ 2.3.1 解决依赖问题保证最核心的类最先加载，核心类加载了，其他用户自定义的类才不会出现依赖问题。
2.3.2. 不重复加载，保证核心类不被篡改 Bootstrap ClassLoader 是对用户不可见的类加载器，也是顶级加载器，%Java_Home%/lib下面的核心类会优先加载，如果用户自己定义了java.lang.Integer，程序只能使用AppClassLoader来进行加载，一旦执行到其父类URLClassLoader的findClass()`中的语句时，会跳过加载同名的类

Class c = findLoadedClass(name);

值得一提的是，类加载器加载网络中的java.lang.Integer，这个时候需要另外一个机制来检测
URLClassLoader extends SecureClassLoader, jdk自带的classLoader都拥有这个能力

public final Class loadClass(String name, boolean resolve){ // First check if we have permission to access the package. This // should go away once we've added support for exported packages. SecurityManager sm = System.getSecurityManager(); if (sm != null) { int i = name.lastIndexOf('.'); if (i != -1) { sm.checkPackageAccess(name.substring(0, i)); } } return super.loadClass(name, resolve); }

使用自定义类加载器不继承 SecureClassLoader 是可以实现与核心类同名的类共存，
【java|【java_基础深入】类加载器和双亲委派机制、全盘委托机制的关系】原因：JVM 识别类的完全一致，需要全限定名 + 加载该类的类加载器
但是一般不这么做，所以也就有网上的一说:

建议自定义类加载器继承 URLClassLoader 理由之一是继承了 SecureClassLoader 尽可能保证安全性。

2.3.3 可不可以不遵循双亲委派？当然可以

自定义一个类加载器并且重写 loadClass能够不遵循
更简单的方法，使用Class.forName(全限定名) ，实际上走的就是全盘委托机制

三. JVM如何加载编译好的.class文件 Class.forName()

@CallerSensitive public static Class forName(String className) throws ClassNotFoundException { Class caller = Reflection.getCallerClass(); return forName0(className, true, ClassLoader.getClassLoader(caller), caller); }

private static native Class forName0(String name, boolean initialize, ClassLoader loader, Class caller) throws ClassNotFoundException;

默认直接使用调用者的ClassLoader来加载类
也可以指定指定的类加载器

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ClassLoader.loadClass()

public Class loadClass(String name) throws ClassNotFoundException { return loadClass(name, false); }

protected Class loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException { synchronized (getClassLoadingLock(name)) { // 从缓存中查找该类是否被载入 Class c = findLoadedClass(name); if (c == null) { try { if (parent != null) { c = parent.loadClass(name, false); } } catch (ClassNotFoundException e) { // 抛异常证明当前ClassLoader目录下不存在目标类 // 使用catch调度程序继续执行 } if (c == null) { // findClass 暴露给子类实现，让破坏双亲委派成为了可能 c = findClass(name); } } return c; } }

用户使用 ClassLoader.loadClass() 实质上就是在使用双亲委派模型
findClass(name) 组合了 findClass(name), findClass()只是双亲委派的拓展，可以自己拓展类的检索路径
四. 打破双亲委派机制 4.1 Class.forName() 如上文提到，class.forName()调用的是native方法，不走双亲委派的代码
4.2 借助Launcher的构造方法和 setContextClassLoader()

public class Launcher { static class AppClassLoader extends URLClassLoader {} static class ExtClassLoader extends URLClassLoader {} public Launcher() { try { this.loader = Launcher.AppClassLoader.getAppClassLoader(var1); } // 把AppClassLoader设置为线程的加载器 Thread.currentThread().setContextClassLoader(this.loader); } }

Launcher实例化后会将AppClassLoader 设置在 AppClassLoader ExtClassLoader 的线程上下文中
也就是加载核心类后，加载自定义类前，这个加载类的线程，能够拿到AppClassLoader
setContextClassLoader(this.loader); 在SPI打破双亲委派模型起关键的作用