Java类加载器--双亲委派模型

虚拟机设计团队把类加载阶段中的“通过一个类的全限定名来获取描述此类的二进制字节流”这个动作放到Java虚拟机外部去实现，以便让应用程序自己决定如何去获取所需要的类。实现这个动作的代码模块称为类加载器。

类与类加载器

类加载器只用于实现类的加载动作，但它在Java程序中起到的作用却远远不限于类加载阶段。

对于任意一个类，都需要由类加载器和这个类本身一同确立其在Java虚拟机中的唯一性，每一个类加载器，都拥有一个独立的类名称空间。

即使两个类来源于同一个Class文件，被同一个虚拟机加载，只要加载它们的类加载器不同，那这两个类就必定不相等。

双亲委派模型

类加载器分类

1、从Java虚拟机的角度来讲，只存在两种：

（1） 启动类加载器：使用C++实现，是虚拟机自身的一部分。

（2） 所有其它的类加载器：由Java实现，独立于虚拟机外部，并且全部继承自抽象类：java.lang.ClassLoader。

2、从Java开发人员的角度来看，绝大部分Java程序都会使用以下3种系统提供的来加载器：

（1） 启动类加载器：负责将存放在\lib目录中的，并且是虚拟机识别的（仅按照文件名识别，如rt.jar）类库加载到虚拟机内存中。

启动类加载器无法被Java程序直接引用，用户在编写自定义类加载器时，如果需要把加载请求委派给引导类加载器，那直接使用null代替即可。

（2） 扩展类加载器：

负责加载\lib\ext目录中的所有类库，开发者可以直接使用扩展类加载器。

（3）应用程序类加载器（系统类加载器）：由于这个类加载器是ClassLoader中的getSystemClassLoader()方法的返回值，所以一般也称它为系统类加载器。

负责加载用户类路径（ClassPath）上所指定的类库，开发者可以直接使用这个类加载器。

如果应用程序中没有自定义过自己的类加载器，一般情况下这个就是程序中默认的类加载器。

类加载器的双亲委派模型

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当有自己的父类加载器。这里类加载器之间的父子关系一般不会以继承的关系来实现，而是都使用组合关系来复用父加载器的代码。

双亲委派模型并不是一个强制性的约束模型，而是Java设计者推荐给开发者的一种类加载器实现方式。

双亲委派模型的工作过程

双亲委派模型的工作过程是：

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，每一层次的类加载器都是如此，因此所有的加载请求，最终都应该传送到顶层的启动类加载器中，只有当父加载器反馈自己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。

双亲委派模型的优点

使用双亲委派模型来组织类加载器之间的关系，有一个显而易见的好处就是Java类随着它的类加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系。

例如类java.lang.Object，它存放在rt.jar之中，无论哪一个类加载器要加载这个类，最终都是委派给处于模型最顶端的启动类加载器进行加载，因此Object类在程序的各种类加载器环境中都是同一个类。

相反，如果没有使用双亲委派模型，由各个类加载器自行去加载的话，如果用户自己编写了一个称为java.lang.Object的类，并放在程序的ClassPath中，那系统中将会出现多个不同的Object类，Java类型体系中最基础的行为也就无法保证，应用程序也将会变得一片混乱。

双亲委派模型的实现

实现双亲委派模型的代码都集中在java.lang.ClassLoader的loadClass()方法之中：

//
protected synchronized Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws **ClassNotFoundException** {

// First, check if the class has already been loaded
// 首先，检查请求的类是否已经被加载过了
Class<?> c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
try {
if (parent != null) {
// 调用父加载器的loadClass()方法
c = parent.loadClass(name, false);
} else {
// 若父加载器为空则默认使用启动类加载器作为父加载器（只有启动类加载器父类为null）
c = findBootstrapClassOrNull(name);
}
} catch (**ClassNotFoundException** e) {
// 如果父类加载器抛出ClassNotFoundException 说明父类加载器无法完成加载请求
// 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.
// 在父类加载器无法加载的时候再调用自身的findClass方法进行类加载
c = findClass(name);

}
}
if (resolve) {
resolveClass(c);
}
return c;
}

参考文献：

《深入理解Java虚拟机 – 周志明》