關(guān)于Java類加載雙親委派機(jī)制的思考(附面試題)

預(yù)定義類加載器和雙親委派機(jī)制

  1. JVM預(yù)定義的三種類型類加載器:
  • 啟動(Bootstrap)類加載器:是用本地代碼實現(xiàn)的類裝入器,它負(fù)責(zé)將 <Java_Runtime_Home>/lib下面的類庫加載到內(nèi)存中(比如rt.jar)。由于引導(dǎo)類加載器涉及到虛擬機(jī)本地實現(xiàn)細(xì)節(jié),開發(fā)者無法直接獲取到啟動類加載器的引用,所以不允許直接通過引用進(jìn)行操作。
  • 標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展(Extension)類加載器:是由 Sun 的 ExtClassLoader(sun.misc.Launcher$ExtClassLoader)實現(xiàn)的。它負(fù)責(zé)將< Java_Runtime_Home >/lib/ext或者由系統(tǒng)變量 java.ext.dir指定位置中的類庫加載到內(nèi)存中。開發(fā)者可以直接使用標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展類加載器。
  • 系統(tǒng)(System)類加載器:是由 Sun 的 AppClassLoader(sun.misc.Launcher$AppClassLoader)實現(xiàn)的。它負(fù)責(zé)將系統(tǒng)類路徑(CLASSPATH)中指定的類庫加載到內(nèi)存中。開發(fā)者可以直接使用系統(tǒng)類加載器。

除了以上列舉的三種類加載器,還有一種比較特殊的類型 — 線程上下文類加載器。

  1. 雙親委派機(jī)制描述
    某個特定的類加載器在接到加載類的請求時,首先將加載任務(wù)委托給父類加載器,依次遞歸,如果父類加載器可以完成類加載任務(wù),就成功返回;只有父類加載器無法完成此加載任務(wù)時,才自己去加載。

幾點思考

  1. Java虛擬機(jī)的第一個類加載器是Bootstrap,這個加載器很特殊,它不是Java類,因此它不需要被別人加載,它嵌套在Java虛擬機(jī)內(nèi)核里面,也就是JVM啟動的時候Bootstrap就已經(jīng)啟動,它是用C++寫的二進(jìn)制代碼(不是字節(jié)碼),它可以去加載別的類。

這也是我們在測試時為什么發(fā)現(xiàn)System.class.getClassLoader()結(jié)果為null的原因,這并不表示System這個類沒有類加載器,而是它的加載器比較特殊,是BootstrapClassLoader,由于它不是Java類,因此獲得它的引用肯定返回null。

  1. 委托機(jī)制具體含義
    當(dāng)Java虛擬機(jī)要加載一個類時,到底派出哪個類加載器去加載呢?
  • 首先當(dāng)前線程的類加載器去加載線程中的第一個類(假設(shè)為類A)。
    注:當(dāng)前線程的類加載器可以通過Thread類的getContextClassLoader()獲得,也可以通過setContextClassLoader()自己設(shè)置類加載器。
  • 如果類A中引用了類B,Java虛擬機(jī)將使用加載類A的類加載器去加載類B。
  • 還可以直接調(diào)用ClassLoader.loadClass()方法來指定某個類加載器去加載某個類。
  1. 委托機(jī)制的意義 — 防止內(nèi)存中出現(xiàn)多份同樣的字節(jié)碼
    比如兩個類A和類B都要加載System類:
  • 如果不用委托而是自己加載自己的,那么類A就會加載一份System字節(jié)碼,然后類B又會加載一份System字節(jié)碼,這樣內(nèi)存中就出現(xiàn)了兩份System字節(jié)碼。
  • 如果使用委托機(jī)制,會遞歸的向父類查找,也就是首選用Bootstrap嘗試加載,如果找不到再向下。這里的System就能在Bootstrap中找到然后加載,如果此時類B也要加載System,也從Bootstrap開始,此時Bootstrap發(fā)現(xiàn)已經(jīng)加載過了System那么直接返回內(nèi)存中的System即可而不需要重新加載,這樣內(nèi)存中就只有一份System的字節(jié)碼了。

一道面試題

  • 能不能自己寫個類叫java.lang.System?

答案:通常不可以,但可以采取另類方法達(dá)到這個需求。
解釋:為了不讓我們寫System類,類加載采用委托機(jī)制,這樣可以保證爸爸們優(yōu)先,爸爸們能找到的類,兒子就沒有機(jī)會加載。而System類是Bootstrap加載器加載的,就算自己重寫,也總是使用Java系統(tǒng)提供的System,自己寫的System類根本沒有機(jī)會得到加載。

但是,我們可以自己定義一個類加載器來達(dá)到這個目的,為了避免雙親委托機(jī)制,這個類加載器也必須是特殊的。由于系統(tǒng)自帶的三個類加載器都加載特定目錄下的類,如果我們自己的類放在一個特殊的目錄,那么系統(tǒng)的加載器就無法加載,也就是最終還是由我們自己的加載器加載。

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