Java类加载器( 死磕 4)
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【正文】Java类加载器( CLassLoader ) 死磕 之4:
神秘的双亲委托机制
本小节目录
4.1. 每个类加载器都有一个parent父加载器
4.2. 类加载器之间的层次关系
4.3. 类的加载次序
4.4 双亲委托机制原理与沙箱机制
4.5. forName方法和loadClass方法的关系
4.6. 使用组合而不用继承
4.7. 各种不同的类加载途径
4.1.每个类加载器都有一个parent父加载器
每个类加载器都有一个parent父加载器，比如加载SystemConfig.class是由AppClassLoader完成，那么AppClassLoader也有一个父加载器，怎么样获取呢？很简单，通过getParent方法。
这里写了一个公共的函数，来取得一个类的加载器的双亲树。代码如下：
/*
* 迭代，显示class loader 和 父加载器
*/
public static void showLoaderTree(ClassLoader loader) {
while (loader != null) {
Logger.info(loader.toString());
loader = loader.getParent();
}
}
这个函数，不断循环，向上显示了父亲、父亲的父亲、父亲的父亲的父亲..，直到为空。
这样，就展示了一棵类加载器的双亲树。
使用上面的函数，演示代码如下：
private static void loaderTreeDemo() throws ClassNotFoundException
{
String className = "com.crazymakercircle.config.SystemConfig";
Class<span style="color: rgb(0, 0, 255);"><?</span>> aClass = Class.forName(className);
ClassLoader aLoader=aClass.getClassLoader();
Logger.info("加载器:"+aLoader.toString());
ClassLoaderUtil.showLoaderTree(aLoader);
}
案例路径：com.crazymakercircle.classLoaderDemo.base.ParentTreeDemo
案例提示：无编程不创客、无案例不学习。切记，一定要跑案例哦
案例结果如下：
loaderTreeDemo |> 加载器:sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
showLoaderTree |> sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
showLoaderTree |> sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@6fdb1f78
这个说明，当前加载器类型为AppClassLoader，而AppClassLoader父加载器类是ExtClassLoader。ExtClassLoader的父加载器，又是谁呢？ 没有了打印。
parent为空表示什么意思呢？
我们先来梳理一下加载器之间的层次关系。
4.2. 类加载器之间的层次关系
下面展示一下Bootstrap 启动类加载器、Extention标准扩展类加载器和App应用类加载器三者之间的关系。
大致整理了如下类似的一幅图片：
每一个加载器看护一块自己的地盘。 启动Bootstrap 看护的是核心中的核心地盘。
前面讲到，ExtClassLoader的父加载器为空。而上图中，ExtClassLoader的父加载器是Bootstrap 启动类加载器。
实际上，如果一个加载器的parent为空，其父亲加载器就是Bootstrap 启动类加载器。
如果没有特别的设置，自定义加载的parent，默认为App应用加载器。
4.3. 类的加载次序
loadClass 关键源代码，已经在前面有介绍。
下面用一张图，对于类的加载次序，做进一步的介绍。
一般场景下，加载一个类，是从AppClassLoader开始的。
基本的步骤如下：
（1）AppClassLoader查找资源时，不是首先查看自己的地盘是否有这个字节码文件，而是直接委托给父加载器ExtClassLoader。当然，这里有一个假定，就是在AppClassLoader的缓存中，没有找到目标class。比方说，第一次加载一个目标类，这个类是不会在缓存的。
（2）ExtClassLoader查找资源时，也不是首先查看自己的地盘是否有这个字节码文件，而是直接委托给父加载器BootstrapClassLoader。
（3）如果父加载器BootstrapClassLoader在其地盘找到，并且加载成功，则直接返回了；反过来，如果在JVM的核心地盘——%sun.boot.class.path% 中没有找到。则回到ExtClassLoader查找其地盘。
（4）如果父加载器ExtClassLoader在自己的地盘找到，并且加载成功，也直接返回了；反过来，如果在ExtClassLoader的地盘——%java.ext.dirs% 中没有找到。则回到AppClassLoader自己的地盘。
（5）于是乎，逗了一大圈，终于回到了自己的地盘。还附带了两条件，就是前面的老大们没有搞定，否则也没有AppClassLoader啥事情了。
（6）AppClassLoader在自己的地盘找到，这个地盘就是%java.class.path%路径下查找。找到就返回。
（7）最终，如果没有找到，就抛出异常了。
这个过程，就是一个典型的双亲委托机制的一次执行流程。
什么是双亲委托机制呢？
4.4. 双亲委托机制原理与沙箱机制
双亲委派模型的的原理是：
如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委派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。只有当父加载器反馈自己无法完全这个加载请求时，子加载器才会尝试自己去加载。
为什么要使用这种双亲委托模式呢？
因为这样可以避免重复加载，当父亲已经加载了该类的时候，就没有必要子ClassLoader再加载一次。
双亲委托机制，也就构成了JVM 的类的沙箱机制。
沙箱机制是由基于双亲委派机制上采取的一种JVM的自我保护机制，假设你要写一个java.lang.String 的类，由于双亲委派机制的原理，此请求会先交给Bootstrap试图进行加载，但是Bootstrap在加载类时首先通过包和类名查找rt.jar中有没有该类，有则优先加载rt.jar包中的类，因此就保证了java的运行机制不会被破坏。
4.5. forName方法和loadClass方法的关系
说到这里，顺便回答一下前面提出的一个问题。
前面提到，explicit显式方式，又分两种方式:
一是：java.lang.Class的forName()方法；
二是：java.lang.ClassLoader的loadClass()方法。
二者的区别和联系是什么呢？
首先看联系：
Class.forName使用的是调用者的类加载器loadClass()方法来加载类的。
其次看区别。
当调用Class.forName(String)载入class时执行，会完整的完成前面提到的五步工作，就是加载、验证、准备、解析、初始化。
如果调用ClassLoader.loadClass(String)载入class时，会执行加载、验证、准备、解析的前面四步，并不会执行第五步——初始化。这是，类的static块没有被执行。需要在第一次实例化时执行，比如第一次执行 Class.newInstance() 操作时。
4.6. 使用组合而不用继承
4.7. 各种不同的类加载途径
Java类不是一次性加载的，而是动态被加载到内存。这是java的一大特点，也称为运行时绑定，或动态绑定。
除了通过Java内置的三大加载器，从JVM中系统属性中设置的三大地盘加载Java类，还存在以下的获取Class文件途径：
（1）从ZIP包中读取。很常见，最终成为日后JAR，WAR，EAR格式的基础。
（2）从网络中获取。这种场景典型的就是Applet。
（3）运行时计算生成。典型的情景就是java动态代理技术。
（4）从其他文件中生成。典型场景是JSP应用，即由JSP文件生成对应的Class类。
（5）从不方便加入到%java.class.path%其他的文件目录获取。
如何实现以上的途径呢？
具体的方法是：通自定义的类加载器，去加载其他途径的类。
源码：
代码工程: classLoaderDemo.zip
下载地址：下面链接获取
