深入理解Java双亲委派机制：原理、意义与实战示例

深入理解Java双亲委派机制：原理、意义与实战示例

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一、什么是双亲委派机制？

双亲委派机制 是Java类加载器的核心工作机制。它的核心思想是：当一个类加载器需要加载某个类时，不会直接尝试自己加载，而是将这个请求逐级向上委托给父类加载器处理。只有当所有父类加载器都无法完成加载时，子类加载器才会尝试自己加载。

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二、双亲委派的工作流程

Java类加载器从高到低分为以下层级（以JDK 8为例）：

1. 启动类加载器（Bootstrap ClassLoader） ：加载JRE的lib目录下的核心类库（如rt.jar）。
2. 扩展类加载器（Extension ClassLoader） ：加载lib/ext目录下的扩展类。
3. 应用程序类加载器（Application ClassLoader） ：加载用户类路径（ClassPath）下的类。
4. 自定义类加载器：用户可自定义类加载器（需继承ClassLoader）。

当类加载器尝试加载某个类时，并不会立刻执行，而是将任务委托给父类加载器，这个过程一直向上传递，直到到达最顶层的类加载器。如果顶层类加载器能找到该类就执行，如果不能找到则向下传递，让下层类加载器尝试加载并执行。

三、为什么需要双亲委派机制？

1. 保障核心类库的安全
   防止用户自定义的类（如java.lang.Object）覆盖JVM核心类。例如，如果用户编写了一个恶意String类，双亲委派机制会优先加载核心库中的String，从而避免安全隐患。
2. 避免重复加载
   同一个类只会被一个类加载器加载一次，防止内存中出现多个相同类的副本，确保类的唯一性。
3. 实现代码隔离
   不同类加载器加载的类属于不同的命名空间，天然支持模块化（如Tomcat为每个Web应用分配独立的类加载器）。

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四、实战示例：加载一个Student类

假设我们有一个com.example.Student类，位于项目的ClassPath路径下，其加载过程如下：

1. 应用程序类加载器（Application ClassLoader）收到加载Student的请求。
2. 它先委托父类扩展类加载器（Extension ClassLoader）尝试加载。
3. 扩展类加载器继续委托父类启动类加载器（Bootstrap ClassLoader） 。
4. 启动类加载器在lib/rt.jar等核心库中未找到Student类，返回失败。
5. 扩展类加载器在lib/ext目录下仍未找到，返回失败。
6. 最终，应用程序类加载器在ClassPath中找到Student类并加载。