JVM类加载器和双亲委派模型

JVM类加载器和双亲委派模型

在介绍双亲委派模型之前先说下类加载器。对于任意一个类，都需要由加载它的类加载器和这个类本身一同确立在 JVM 中的唯一性，每一个类加载器，都有一个独立的类名称空间。 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，然后再转化为 class  对象。

类加载器分类

启动类加载器

BootstrapClassLoader，启动类加载器主要加载的是JVM自身需要的类，这个类加载使用C++语言实现的，是虚拟机自身的一部分，负责加载存放在 JDK\jre\lib(JDK代表JDK的安装目录，下同)下，或被 -Xbootclasspath参数指定的路径中的，并且能被虚拟机识别的类库（如rt.jar，所有的java.开头的类均被 BootstrapClassLoader加载）。启动类加载器是无法被Java程序直接引用的。总结一句话：启动类加载器加载java运行过程中的核心类库JRE\lib\rt.jar, sunrsasign.jar, charsets.jar, jce.jar, jsse.jar, plugin.jar 以及存放在JRE\classes里的类，也就是JDK提供的类等常见的比如：Object、Stirng、List…

扩展类加载器

ExtensionClassLoader，该加载器由 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现，它负责加载 JDK\jre\lib\ext目录中，或者由 java.ext.dirs系统变量指定的路径中的所有类库（如javax.开头的类），开发者可以直接使用扩展类加载器。

应用程序类加载器

ApplicationClassLoader，该类加载器由 sun.misc.Launcher$AppClassLoader来实现，它负责加载用户类路径（ClassPath）所指定的类，开发者可以直接使用该类加载器，如果应用程序中没有自定义过自己的类加载器，一般情况下这个就是程序中默认的类加载器。总结一句话：应用程序类加载器加载CLASSPATH变量指定路径下的类 即指你自已在项目工程中编写的类.

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我们的应用程序都是由这3种类加载器互相配合进行加载的，如果有必要，还可以加入自己定义的类加载器。

双亲委派模型工作过程

如果一个类加载器（ClassLoader）收到了类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委托给父类加载器去完成，每一个层次的类加载器都是如此，因此所有的加载请求最终都应该传送到顶层的启动类加载器中，只有当父类加载器反馈自己无法完成这个加载请求（它的搜索范围中没有找到所需要加载的类）时，子加载器才会尝试自己去加载。当当前类加载器和所有父类加载器都无法加载该类时，抛出ClassNotFindException异常。

使用双亲委托机制的好处是：能够有效确保一个类的全局唯一性，当程序中出现多个限定名相同的类时，类加载器在执行加载时，始终只会加载其中的某一个类。


对于任意一个类，都需要由加载它的类加载器和这个类本身一同确立其在Java虚拟机中的唯一性.

在类加载器的时候,任何一个JVM启动的时候会分为这几步骤:

1.  启动Bootstrap类加载器 (加载 rt.jar) 2.  启动扩展类加载器 Extension ClassLoader 扩展类加载器 (加载&JAVA_HOME&/lib/ext/*.jar)

在虚拟机启动的过程中,Bootstrap加载器和Extension加载器就已经启动完成了,然后我们自己写的代码是Application 类加载器来加载(加载的是classpath)

为什么需要双亲委派模型呢

提高系统的安全性。用户自定义的类加载器不可能加载应该由父加载器加载的可靠类。（比如用户定义了一个恶意代码，自定义的类加载器首先让系统加载器去加载，系统加载器检查该代码不符合规范，于是就不继续加载了）

假设没有双亲委派模型，试想一个场景：

黑客自定义一个java.lang.String类，该String类具有系统的String类一样的功能，只是在某个函数稍作修改。比如equals函数，这个函数经常使用，如果在这这个函数中，黑客加入一些“病毒代码”。并且通过自定义类加载器加入到JVM中。此时，如果没有双亲委派模型，那么JVM就可能误以为黑客自定义的java.lang.String类是系统的String类，导致“病毒代码”被执行。

而有了双亲委派模型，黑客自定义的java.lang.String类永远都不会被加载进内存。因为首先是最顶端的类加载器加载系统的java.lang.String类，最终自定义的类加载器无法加载java.lang.String类。

或许你会想，我在自定义的类加载器里面强制加载自定义的java.lang.String类，不去通过调用父加载器不就好了吗?确实，这样是可行。但是，在JVM中，判断一个对象是否是某个类型时，如果该对象的实际类型与待比较的类型的类加载器不同，那么会返回false。

双亲委派模型 如果你重写一个Object父类,会不会被加载呢?

答案是不会被加载,因为在虚拟机里面默认遵循双亲委派模型. 如果我要去写一个类加载器,它在加载Object的时候,它会去向上面的加载器去询问,询问它的父加载器,这个Object类已经被加载了,这个时候,父加载器也会一级一级的去问它自己的父类,这个Object是否被加载了,最后这个Object一定是由顶层的加载器加载的(Boostrap加载器加载的).

一般来说,我写的自定义加载器都会先问上面的父加载器是不是被加载了,如果上面已经加载了,那么我就不去加载了,如果上面都不加载,那么我写的自定义加载器才会去加载.

自定义加载器的父类是Application加载器,Application加载器的父类是Extension加载器, Extension加载器的父类是Bootstrap加载器.

使用双亲委派模型来组织类加载器之间的关系，有一个显而易见的好处就是Java类随着它的类加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系。例如类java.lang.Object，它存放在rt.jar之中，无论哪一个类加载器要加载这个类，最终都是委派给处于模型最顶端的启动类加载器进行加载，因此Object类在程序的各种类加载器环境中都是同一个类。相反，如果没有使用双亲委派模型，由各个类加载器自行去加载的话，如果用户自己编写了一个称为java.lang.Object的类，并放在程序的ClassPath中，那系统中将会出现多个不同的Object类，Java类型体系中最基础的行为也就无法保证，应用程序也将会变得一片混乱。

命名空间

命名空间概念：

每个类加载器都有自己的命名空间，命名空间由该加载器及所有父加载器所加载的类组成。和我们Java中的Package的概念是一样的,和XML中的namespace的概念类似。

特别注意：

在同一个命名空间中，不会出现类的完整名字（包括类的包名）相同的两个类。

在不同的命名空间中，有可能会出现类的完整名字（包括类的包名）相同的两个类。 由子加载器加载的类能看见父加载器的类，由父亲加载器加载的类不能看见子加载器加载的类

我们已经知道每个类只能被加载一次，其实这样说是不够准确的，怎样才算是准确的呢？那就涉及到命名空间的概念了！只有在相同的命名空间中，每个类才只能被加载一次，反过来说就是一个类在不同的命名空间中是可以被加载多次的，而被加载多次的Class对象是互相独立的！

参考:​​​https://yuque.com/docs/share/5058caa0-7132-44d8-8d63-76a9630ec801?#​​

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