类加载器 Classloader & 双亲委派模型

Classloader

在了解了类的生命周期与加载过程之后，接下来就需要了解类加载器，即Classloader。

JVM 中内置了三个重要的 ClassLoader，除了 BootstrapClassLoader 其他类加载器全部继承自java.lang.ClassLoader

• BootstrapClassLoader（启动类加载器）
  最顶层的加载类，由 C++实现，负责加载 %JAVA_HOME%/lib目录下的 jar 包和类或者被 -Xbootclasspath参数指定的路径中的所有类
• ExtensionClassLoader（扩展类加载器）
  主要负责加载 %JRE_HOME%/lib/ext 目录下的 jar 包和类，或被 java.ext.dirs 系统变量所指定的路径下的 jar 包。
• AppClassLoader（应用程序类加载器）
  面向我们用户的加载器，负责加载当前应用 classpath 下的所有 jar 包和类。

双亲委派模型

当一个类加载器收到类加载任务时，会先交给自己的父加载器去完成，因此最终加载任务都会传递到最顶层的BootstrapClassLoader，只有当父加载器无法完成加载任务时，才会尝试自己来加载。但是熟悉Java的人都知道，Java中只有父类而没有母类的说法，顾双亲其实具有误导性，本人更愿意理解为，父类委派模型，以下为官方说明

• The Java platform uses a delegation model for loading classes. The basic idea is that every class loader has a “parent” class loader. When loading a class, a class loader first “delegates” the search for the class to its parent class loader before attempting to find the class itself.

Classloader 加载过程

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
    throws ClassNotFoundException
{
    synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
        // 首先检查这个类是否已经被加载，在JVM生命周期中，一个类只会加载一次
        Class<?> c = findLoadedClass(name);
        if (c == null) {
            long t0 = System.nanoTime();
            try {
                if (parent != null) {
                    // 如果父类加载器不为空，则使用父类加载器加载
                    c = parent.loadClass(name, false);
                } else {
                    // 如果父类加载器为空，则使用顶层bootstrap加载器
                    c = findBootstrapClassOrNull(name);
                }
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                // 如果以上加载失败，则继续往下执行
            }

            if (c == null) {
                // 走完上述代码仍没有加载成功，则尝试自己加载
                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;
    }
}

双亲委派模型的好处

• 保证了 Java 程序的稳定运行，可以避免类的重复加载，VM通过类名与加载器确定唯一的类
• 保证了 Java 核心 API 不被篡改，如果没有使用双亲委派模型，而是每个类加载器加载各自的类，就会出现一些问题，比如开发者自己定义一个名为 java.lang.Object 类，程序运行时，系统就会出现多个不同的 Object 类。

如果不想用双亲委派模型

• 如果不想打破双亲委派模型，就重写 ClassLoader 类中的 findClass() 方法即可，无法被父类加载器加载的类最终会通过这个方法被加载
• 如果想打破双亲委派模型则需要重写 loadClass() 方法

自定义类加载器

自定义加载器，需要继承 ClassLoader