类加载机制——双亲委派机制

骑猪看日落 2024-03-23 20:31 92阅读 0赞

## 类加载器分类 ##

### 类加载器 ###

类加载器（英文：ClassLoader）负责加载 .class 字节码文件，.class 字节码文件在文件开头有特定的文件标识。ClassLoader 只负责 .class 字节码文件的加载，至于它是否可以运行，则由 Execution Engine 决定。

![images][]![29b4f906bb06494b87ae4c486c91053e.png][]

JVM 中类加载器分为四种：前三种为虚拟机自带的加载器。

*  启动类加载器（Bootstrap）：使用 C++ 语言编写的类加载器，在Java环境下看不到
    
    负责加载 JAVA\_HOME/lib/.jar 里所有的 class。由 C++ 实现，不是 ClassLoader 子类
 *  扩展类加载器（Extension）：sun.misc.Launcher.ExtClassLoader
    
    负责加载 Java 平台中扩展功能的一些 jar 包，包括 JAVA\_HOME/lib/.jar 或 -Djava.ext.dirs 参数指定目录下的 jar 包、以及 JAVA\_HOME/lib/ext/classes 目录下的 class。
 *  应用类加载器（AppClassLoader）：sun.misc.Launcher.AppClassLoader
    
    也叫系统类加载器，负责加载classpath中指定的 jar 包及目录中的 class
 *  自定义类加载器：程序员自己开发一个类继承 java.lang.ClassLoader，定制类加载方式

父子关系1：启动类加载器是扩展类加载器的父加载器

父子关系2：扩展类加载器是应用类加载器的父加载器

### 代码测试 ###

// 1.获取Person类的Class对象
    // 2.通过Class对象进一步获取它的类加载器对象
    ClassLoader appClassLoader = Person.class.getClassLoader();
    
    // 3.获取appClassLoader的全类名
    String appClassLoaderName = appClassLoader.getClass().getName();
    
    // 4.打印appClassLoader的全类名
    // sun.misc.Launcher$AppClassLoader
    System.out.println("appClassLoaderName = " + appClassLoaderName);
    
    // 5.通过appClassLoader获取扩展类加载器（父加载器）
    ClassLoader extClassLoader = appClassLoader.getParent();
    
    // 6.获取extClassLoader的全类名
    String extClassLoaderName = extClassLoader.getClass().getName();
    
    // 7.打印extClassLoader的全类名
    // sun.misc.Launcher$ExtClassLoader
    System.out.println("extClassLoaderName = " + extClassLoaderName);
    
    // 8.通过extClassLoader获取启动类加载器（父加载器）
    ClassLoader bootClassLoader = extClassLoader.getParent();
    
    // 9.由于启动类加载器是C语言开发的，在Java代码中无法实例化对象，所以只能返回null值
    System.out.println("bootClassLoader = " + bootClassLoader);

## 双亲委派机制 ##

![images][]![4c4ae5b2a81d40a8aa0f7ce33436b193.png][]

*  当我们需要加载任何一个范围内的类时，首先找到这个范围对应的类加载器
 *  但是当前这个类加载器不是马上开始查找
 *  当前类加载器会将任务交给上一级类加载器
 *  上一级类加载器继续上交任务，一直到最顶级的启动类加载器
 *  启动类加载器开始在自己负责的范围内查找
 *  如果能找到，则直接开始加载
 *  如果找不到，则交给下一级的类加载器继续查找
 *  一直到应用程序类加载器
 *  如果应用程序类加载器同样找不到要加载的类，那么会抛出ClassNotFoundException异常

## 验证双亲委派机制 ##

### 实验1 ###

*  第一步：在与JDK无关的目录下创建Hello.java

public class Hello {
    	
    	public static void main(String[] args){
    		System.out.println("Hello  world");
    	}
    	
    }

*  第二步：编译Hello.java
 *  第三步：将Hello.class文件移动到$JAVA\_HOME/jre/classes目录下
 *  第四步：修改Hello.java

public class Hello {
    	
    	public static void main(String[] args){
    		System.out.println("goodbye");
    	}
    	
    }

*  第五步：编译Hello.java
 *  第六步：将Hello.class文件移动到$JAVA\_HOME/jre/lib/ext/classes目录下
 *  第七步：修改Hello.java

public class Hello {
    	
    	public static void main(String[] args){
    		System.out.println("Tom like jerry");
    	}
    	
    }

*  第八步：编译Hello.java
 *  第九步：使用java命令运行Hello类，发现打印结果是：Hello world
    
     *  说明Hello这个类是被启动类加载器找到的，找到以后就不查找其他位置了
 *  第十步：删除$JAVA\_HOME/jre/classes目录
 *  第十一步：使用java命令运行Hello类，发现打印结果是：goodbye
    
     *  说明Hello这个类是被扩展类加载器找到的，找到以后就不查找其他位置了
 *  第十二步：删除$JAVA\_HOME/jre/lib/ext/classes目录
 *  第十三步：使用java命令运行Hello类，发现打印结果是：Tom like jerry
    
     *  说明Hello这个类是被应用程序类加载器找到的

### 实验2 ###

*  第一步：创建假的String类

package java.lang;
    
    public class String {
    
        public String() {
            System.out.println("嘿嘿，其实我是假的！");
        }
    
    }

*  第二步：编写测试程序类

@Test
        public void testLoadString() {
    
            // 目标：测试不同范围内全类名相同的两个类JVM如何加装
            // 1.创建String对象
            java.lang.String testInstance = new java.lang.String();
    
            // 2.获取String对象的类加载器
            ClassLoader classLoader = testInstance.getClass().getClassLoader();
            System.out.println(classLoader);
        }

*  第三步：查看运行结果是null
    
     *  假的String类并没有被创建对象，由于双亲委派机制，启动类加载器加载了真正的String类

## 双亲委派机制的好处 ##

1.  避免类的重复加载：父加载器加载了一个类，就不必让子加载器再去查找了。同时也保证了在整个 JVM 范围内全类名是类的唯一标识。
2.  安全机制：避免恶意替换 JRE 定义的核心 API

[images]: 
[29b4f906bb06494b87ae4c486c91053e.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/14/bf1a82ad348c4adca389d49f0342c801.png
[4c4ae5b2a81d40a8aa0f7ce33436b193.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/14/9264c20ce68944adbbc4b2559737cc37.png