Java的双亲委派机制

参考&鸣谢

Dream_ling、
weixin_39610188、
JVM底层原理解析

一、介绍

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的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模式。

即把请求交由父类处理，它是一种任务委派模式。

二、什么是双亲委派机制

当某个特定的类加载器它在接到需要加载类的请求时，这个类会首先查看自己已加载完的类中是否包含这个类，如果有就返回，没有的话就会把加载的任务交给父类加载器加载，以此递归，父类加载器如果可以完成类加载任务，就返回它，当父类加载器无法完成这个加载任务时，才会不得已自己去加载。这种机制就叫做双亲委派机制。

三、双亲委派模型工作流程

1.当Application ClassLoader 收到一个类加载请求时，他首先不会自己去尝试加载这个类，而是将这个请求委派给父类加载器Extension ClassLoader去完成。

2.当Extension ClassLoader收到一个类加载请求时，他首先也不会自己去尝试加载这个类，而是将请求委派给父类加载器Bootstrap ClassLoader去完成。

3.如果Bootstrap ClassLoader加载失败(在<JAVA_HOME>\lib中未找到所需类)，就会让Extension ClassLoader尝试加载。

4.如果Extension ClassLoader也加载失败，就会使用Application ClassLoader加载。

5.如果Application ClassLoader也加载失败，就会使用自定义加载器去尝试加载。

6.如果均加载失败，就会抛出ClassNotFoundException异常。

例子：

当一个Hello.class这样的文件要被加载时。不考虑我们自定义类加载器，首先会在AppClassLoader中检查是否加载过，如果有那就无需再加载了。如果没有，那么会拿到父加载器，然后调用父加载器的loadClass方法。父类中同理会先检查自己是否已经加载过，如果没有再往上。注意这个过程，直到到达Bootstrap classLoader之前，都是没有哪个加载器自己选择加载的。如果父加载器无法加载，会下沉到子加载器去加载，一直到最底层，如果没有任何加载器能加载，就会抛出ClassNotFoundException。

四、代码验证

通过查看最顶层父类ClassLoader的loaderClass方法，我们可以验证双亲委派机制。

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
        throws ClassNotFoundException
    {
        synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
            // 首先检查此类是否被加载过了 
            Class<?> c = findLoadedClass(name);
            if (c == null) {
                long t0 = System.nanoTime();
                try {
                    // 调用父类的加载器方法
                    if (parent != null) {
                        c = parent.loadClass(name, false);
                    } else {
                        // 此时是最顶级的启动类加载器
                        c = findBootstrapClassOrNull(name);
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                    // 抛出异常说明父类无法加载
                }

                if (c == null) {
                    //父类无法加载的时候，由子类进行加载。
                    // to find the class.
                    long t1 = System.nanoTime();
                    c = findClass(name);
                    //记录加载时间已经加载耗时
                    sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
                }
            }
            if (resolve) {
                resolveClass(c);
            }
            return c;
        }
    }

复制

五、双亲委派机制优势

• 避免类的重复加载

  当自己程序中定义了一个和Java.lang包同名的类，此时，由于使用的是双亲委派机制，会由启动类加载器去加载JAVA_HOME/lib中的类，而不是加载用户自定义的类。此时，程序可以正常编译，但是自己定义的类无法被加载运行。

• 保护程序安全，防止核心API被随意篡改。通过委托方式，不会去篡改核心.class，即使篡改也不会去加载，即使加载也不会是同一个.class对象了。不同的加载器加载同一个.class也不是同一个Class对象。这样保证了Class执行安全。