双亲委派机制的理解学习

参考文章

• 参考文章1

• 参考文章2

前言

双亲委派机制是学习jvm过程中非常重要的知识！！

Java虚拟机对class文件采用的是按需加载的方式，也就是说当需要使用该类时才会将它的class文件加载到内存生成class对象，而且，加载某个类的class文件时，Java虚拟机采用的是双亲委派机制，即把请求交由父类处理，它是一种任务委派模式

在介绍双亲委派机制的时候，不得不提ClassLoader（类加载器），JVM中提供了三层ClassLoader：

• Bootstrap classLoader:主要负责加载核心的类库(java.lang.*等)，构造ExtClassLoader和APPClassLoader。
• ExtClassLoader：主要负责加载jre/lib/ext目录下的一些扩展的jar。
• AppClassLoader：主要负责加载应用程序的主函数类

原理

1. 如果一个类加载器收到了类加载请求，它并不会自己先加载，而是把这个请求委托给父类的加载器去执行
2. 如果父类加载器还存在其父类加载器，则进一步向上委托，依次递归，请求最终将到达顶层的引导类加载器；
3. 如果父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回，倘若父类加载器无法完成加载任务，子加载器才会尝试自己去加载，这就是双亲委派机制
4. 父类加载器一层一层往下分配任务，如果子类加载器能加载，则加载此类，如果将加载任务分配至系统类加载器也无法加载此类，则抛出异常

图示1：

图示2：

代码示例

举例1

我自己建立一个java.lang.String 类，写上 static 代码块

package java.lang;

public class String {
    static{
        System.out.println("自定义的String类的静态代码块");
    }
}
1
2
3
4
5
6
7

在另外的程序中加载 String 类，看看加载的 String 类是 JDK 自带的 String 类，还是我们自己编写的 String 类

public class Test1 {

    public static void main(String[] args) {
        java.lang.String str = new java.lang.String();
        System.out.println("hello World");

        Test1 test = new Test1();
        System.out.println(test.getClass().getClassLoader());
    }
}

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

程序并没有输出我们静态代码块中的内容，可见仍然加载的是 JDK 自带的 String 类

为什么呢?
由于我们定义的String类本应用系统类加载器，但它并不会自己先加载，而是把这个请求委托给父类的加载器去执行，到了扩展类加载器发现String类不归自己管，再委托给父类加载器（引导类加载器)，这时发现是java.lang包，这事就归引导类加载器管，所以加载的是 JDK 自带的 String 类

举例2

在我们自己的 String 类中整个 main() 方法

package java.lang;

public class String {
    static{
        System.out.println("自定义的String类的静态代码块");
    }
    //错误: 在类 java.lang.String 中找不到 main 方法
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("hello String");
    }
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

由于双亲委派机制找到的是 JDK 自带的 String 类，但在引导类加载器的核心类库API里的 String 类中并没有 main() 方法

举例3

在 java.lang 包下整个 ShkStart 类 (自定义类名)

package java.lang;

public class ShkStart {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("hello!");
    }
}
1
2
3
4
5
6
7

出于保护机制，java.lang 包下不允许我们自定义类

双亲委派机制优势

1. 避免类的重复加载。

   一旦一个类被父类加载器加载之后，就不会再被委派给子类进行加载

2. 保护程序安全，防止核心API被随意篡改，防止危险代码的植入

   当一个类需要加载的时候，最先去尝试加载的就是BootstrapClassLoader，所以其他的类加载器并没有机会再去加载系统级别的类，从一定程度上防止了危险代码的植入。

   • 自定义类：java.lang.String (不会覆盖jdk的String类，没用)

   • 自定义类：java.lang.ShkStart（报错：阻止创建 java.lang开头的类）

总结

简而言之，双亲委派机制先从下往上委托父类加载，遇到顶层或者不能加载该类的父类后，就从自身开始往下去进行加载，如果都加载不了，则抛出异常