Java类加载-双亲委派
2022/2/10 11:13:52
本文主要是介绍Java类加载-双亲委派,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!
Java类加载-双亲委派
目录- Java类加载-双亲委派
- 类加载器
- 双亲委派
- 经典问题
类加载器
Bootstrap ClassLoader
该类加载器由C++实现的。负责加载Java基础类,对应加载的文件是%JRE_HOME/lib/ 目录下的rt.jar、resources.jar、charsets.jar和class等
Extension ClassLoader
继承URLClassLoader。对应加载的文件是%JRE_HOME/lib/ext 目录下的jar和class等
App ClassLoader
继承URLClassLoader。对应加载的应用程序classpath目录下的所有jar和class等
Custom ClassLoader
由Java实现。我们可以自定义类加载器,并可以加载指定路径下的class文件
双亲委派
作用:
- 防止重复加载同一个class
- 保证核心class不被篡改
例如:可以避免有人自定义一个有破坏功能的java.lang.Integer被加载。这样可以有效的防止核心Java API被篡改。
机制:
事实上,类的加载分两步,第一步是先检查 逐层类加载器检查是不是加载过这个类,检查完,这个类就在 引导类加载器里了,发现这几层类加载器都没加载过这个类,这时候开始第二步,即从引导类加载器检查,这个类是不是 这个加载器负责加载的,如果是,就直接加载,如果不是就让下一层去尝试加载,如果到了最基层的类加载器都加载不了这个类,就报 classNotFound
经典问题
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什么是双亲委派?
当一个类加载器收到了类加载的请求的时候,他不会直接去加载指定的类,而是把这个请求委托给自己的父加载器去加载。只有父加载器无法加载这个类的时候,才会由当前这个加载器来负责类的加载。一个用户自定义的类,如com.hollis.ClassHollis 是无论如何也不会被Bootstrap和Extention加载器加载的,一般认为上一层加载器是下一层加载器的父加载器,那么,除了BootstrapClassLoader之外,所有的加载器都是有父加载器的。。 -
为什么需要双亲委派,不委派有什么问题?
首先,通过委派的方式,可以避免类的重复加载,当父加载器已经加载过某一个类时,子加载器就不会再重新加载这个类。可以避免有人自定义一个有破坏功能的java.lang.Integer被加载。这样可以有效的防止核心Java API被篡改。
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父子加载器"之间的关系是继承吗?
双亲委派模型中,类加载器之间的父子关系一般不会以继承(Inheritance)的关系来实现,而是都使用组合(Composition)关系来复用父加载器的代码的。 -
双亲委派是怎么实现的?
java.lang.ClassLoader的loadClass()方法之中:protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException { synchronized (getClassLoadingLock(name)) { // First, check if the class has already been loaded Class<?> c = findLoadedClass(name); if (c == null) { long t0 = System.nanoTime(); try { if (parent != null) { c = parent.loadClass(name, false); } else { c = findBootstrapClassOrNull(name); } } catch (ClassNotFoundException e) { // ClassNotFoundException thrown if class not found // from the non-null parent class loader } if (c == null) { // If still not found, then invoke findClass in order // to find the class. long t1 = System.nanoTime(); c = findClass(name); // this is the defining class loader; record the stats sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0); sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1); sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment(); } } if (resolve) { resolveClass(c); } return c; } }
代码不难理解,主要就是以下几个步骤:
1、先检查类是否已经被加载过 2、若没有加载则调用父加载器的loadClass()方法进行加载 3、若父加载器为空则默认使用启动类加载器作为父加载器。 4、如果父类加载失败,抛出ClassNotFoundException异常后,再调用自己的findClass()方法进行加载。
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如何主动破坏双亲委派机制?
想要破坏这种机制,那么就自定义一个类加载器,重写其中的loadClass方法,使其不进行双亲委派即可。 -
双亲委派被破坏的例子
第一种,JDK1.2之前用户自定义的类加载器,第二种,是JNDI、JDBC等需要加载SPI接口实现类的情况,第三种,实现热插拔部署工具,第四种,tomcat等web容器;第五种,OSGI等模块化技术的应用; -
为什么JNDI,JDBC等需要破坏双亲委派?
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我们日常开发中,大多数时候会通过API的方式调用Java提供的那些基础类,这些基础类时被Bootstrap加载的。
但是,调用方式除了API之外,还有一种SPI的方式。
如典型的JDBC服务,我们通常通过以下方式创建数据库连接:
Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/mysql", "root", "1234");
在以上代码执行之前,DriverManager会先被类加载器加载,因为java.sql.DriverManager类是位于rt.jar下面的 ,所以他会被根加载器加载。类加载时,会执行该类的静态方法。其中有一段关键的代码是:
ServiceLoader<Driver> loadedDrivers = ServiceLoader.load(Driver.**class**);
这段代码,会尝试加载classpath下面的所有实现了Driver接口的实现类。
那么,问题就来了。
DriverManager是被根加载器加载的,那么在加载时遇到以上代码,会尝试加载所有Driver的实现类,但是这些实现类基本都是第三方提供的,根据双亲委派原则,第三方的类不能被根加载器加载。
那么,怎么解决这个问题呢?
于是,就在JDBC中通过引入ThreadContextClassLoader(线程上下文加载器,默认情况下是AppClassLoader)的方式破坏了双亲委派原则。
我们深入到ServiceLoader.load方法就可以看到:
public static <S> ServiceLoader<S> load(Class<S> service) { ClassLoader cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader(); return ServiceLoader.load(service, cl); }
第一行,获取当前线程的线程上下⽂类加载器 AppClassLoader,⽤于加载 classpath 中的具体实现类。
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为什么Tomcat要破坏双亲委派
我们知道,Tomcat是web容器,那么一个web容器可能需要部署多个应用程序。
不同的应用程序可能会依赖同一个第三方类库的不同版本,但是不同版本的类库中某一个类的全路径名可能是一样的。
如多个应用都要依赖hollis.jar,但是A应用需要依赖1.0.0版本,但是B应用需要依赖1.0.1版本。这两个版本中都有一个类是com.hollis.Test.class。
如果采用默认的双亲委派类加载机制,那么是无法加载多个相同的类。
所以,Tomcat破坏双亲委派原则,提供隔离的机制,为每个web容器单独提供一个WebAppClassLoader加载器。
Tomcat的类加载机制:为了实现隔离性,优先加载 Web 应用自己定义的类,所以没有遵照双亲委派的约定,每一个应用自己的类加载器——WebAppClassLoader负责加载本身的目录下的class文件,加载不到时再交给CommonClassLoader加载,这和双亲委派刚好相反
这篇关于Java类加载-双亲委派的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对大家有所帮助,也希望大家多多支持为之网!
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