Java里还存在双亲委派机制?你了解么?(上)

简介: 之前研究JVM的垃圾回收机制之后,里面涉及到了类加载机制,类加载器,然后就看到了双亲委派模型了。今天我们来讲一下这个双亲委派模型吧。


什么是双亲委派模型?


首先,先要知道什么是类加载器。简单说,类加载器就是根据指定全限定名称将class文件加载到JVM内存,转为Class对象。如果站在JVM的角度来看,只存在两种类加载器:


1. 启动类加载器(Bootstrap ClassLoader)


2. 其他类加载器:由Java语言实现,继承自抽象类ClassLoader。


但是实际上却并不是这个样子的。


我们看一幅图描述的类加载器之间的关系:

10.jpg

BootStrapClassLoader启动类加载器,该ClassLoader是jvm在启动时创建的,用于加载 $JAVA_HOME/jre/lib下面的类库(或者通过参数-Xbootclasspath 指定)。由于引导类加载器涉及到虚拟机本地实现细节,开发者无法直接获取到启动类加载器的引用,所以不能直接通过引用进行操作。


ExtensionClassLoader:扩展类加载器,该ClassLoader是在sun.misc.Launcher里作为一个内部类ExtClassLoader定义的(即 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader),ExtClassLoader会加载 $JAVA_HOME/jre/lib/ext下的类库(或者通过参数-Djava.ext.dirs指定)。


ApplicationClassLoader:应用程序类加载器,该 ClassLoader 同样是在sun.misc.Launcher  里作为一个内部类AppClassLoader定义的(即 sun.misc.Launcher$AppClassLoader ),ApplicationClassLoader会加载java环境变量CLASSPATH所指定的路径下的类库,而CLASSPATH所指定的路径可以通过System.getProperty("java.class.path")获取;当然,该变量也可以覆盖,可以使用参数-cp,例如:java -cp 路径 (可以指定要执行的class目录)。


CustomClassLoader:自定义类加载器,该 ClassLoader 是指我们自定义的 ClassLoader ,比如tomcat的  StandardClassLoader 属于这一类;当然,大部分情况下使用 ApplicationClassLoader 就足够了。


所以说双亲委派模型就是说:如果一个类加载器收到了类加载的请求,它首先不会自己尝试去加载这个类,而是把这个请求委派给父类加载器,每一个层次的类加载器都是加此,因此所有的加载请求最终到达顶层的启动类加载器,只有当父类加载器反馈自己无法完成加载请求时(指它的搜索范围没有找到所需的类),子类加载器才会尝试自己去加载。其实这也是双亲委派模型的一个过程。


双亲委派模型的系统实现

public abstract class ClassLoader {
     /**
     java.lang.ClassLoader的loadClass()方法中,
     先检查是否已经被加载过,若没有加载则调用父类加载器的loadClass()方法,
     若父加载器为空则默认使用启动类加载器作为父加载器。如果父加载失败,则抛出ClassNotFoundException异常后,
     再调用自己的findClass()方法进行加载。*/
     protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
            throws ClassNotFoundException
        {
            synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
                // 首先,检查类是否已加载
                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) {
                        // 如果找不到类,则引发ClassNotFoundException
                        // 从非空父类加载器
                    }
                    if (c == null) {
                        // 如果仍然找不到,则按顺序调用findclass
                        // to find the class.
                        long t1 = System.nanoTime();
                        c = findClass(name);
                        // 这是定义类加载器;记录统计信息
                        sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                        sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                        sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
                    }
                }
                if (resolve) {
                    resolveClass(c);
                }
                return c;
            }
        }
}

ClassLoader的loadClass()方法中,先检查是否已经被加载过,若没有加载则调用父类加载器的loadClass()方法,若父加载器为空则默认使用启动类加载器作为父加载器。如果父加载失败,则抛出ClassNotFoundException异常后,再调用自己的findClass()方法进行加载。


以上的代码就是双亲委派模型的一个代码实现的一个案例,其实原理说起来很简单,但是如果你不深入了解类加载机制,那么就比较难理解了


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