双亲委派 问题？

1. 什么是双亲委派？
2. 为什么需要双亲委派，不委派有什么问题？
3. "父加载器"和"子加载器"之间的关系是继承的吗？
4. 双亲委派是怎么实现的？
5. 我能不能主动破坏这种双亲委派机制？怎么破坏？
6. 为什么重写loadClass方法可以破坏双亲委派，这个方法和findClass（）、defineClass（）区别是什么？
7. 说一说你知道的双亲委派被破坏的例子吧
8. 为什么TOMCAT要破坏双亲委派？
9. 谈谈你对模块化技术的理解吧！

1.什么是双亲委派?

首先，我们知道，虚拟机在加载类的过程中需要使用类加载器进行加载，而在Java中，类加载器有很多，那么当JVM想要加载一个.class文件的时候，到底应该由哪个类加载器加载呢？
这就不得不提到"双亲委派机制"。

首先，我们需要知道的是，Java语言系统中支持以下4种类加载器：

• Bootstrap ClassLoader 启动类加载器
• Extention ClassLoader 标准扩展类加载器
• Application ClassLoader 应用类加载器
• User ClassLoader 用户自定义类加载器

这四种类加载器之间，是存在着一种层次关系的，如下图

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。

那么，所谓的双亲委派机制，指的就是：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。

那么，什么情况下父加载器会无法加载某一个类呢？

其实，Java中提供的这四种类型的加载器，是有各自的职责的：

• Bootstrap ClassLoader ，主要负责加载Java核心类库，%JRE_HOME%\lib下的rt.jar、resources.jar、charsets.jar和class等。
• Extention ClassLoader，主要负责加载目录%JRE_HOME%\lib\ext目录下的jar包和class文件。
• Application ClassLoader ，主要负责加载当前应用的classpath下的所有类
• User ClassLoader ， 用户自定义的类加载器,可加载指定路径的class文件
  那么也就是说，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。

2.为什么需要双亲委派？

如上面我们提到的，因为类加载器之间有严格的层次关系，那么也就使得Java类也随之具备了层次关系。

或者说这种层次关系是优先级。

比如一个定义在java.lang包下的类，因为它被存放在rt.jar之中，所以在被加载过程汇总，会被一直委托到Bootstrap ClassLoader，最终由Bootstrap ClassLoader所加载。

而一个用户自定义的com.hollis.ClassHollis类，他也会被一直委托到Bootstrap ClassLoader，但是因为Bootstrap ClassLoader不负责加载该类，那么会在由Extention ClassLoader尝试加载，而Extention ClassLoader也不负责这个类的加载，最终才会被Application ClassLoader加载。

这种机制有几个好处。

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。

另外，通过双亲委派的方式，还保证了安全性。因为Bootstrap ClassLoader在加载的时候，只会加载JAVA_HOME中的jar包里面的类，如java.lang.Integer，那么这个类是不会被随意替换的，除非有人跑到你的机器上， 破坏你的JDK。

那么，就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。

3."父子加载器"之间的关系是继承吗？

多人看到父加载器、子加载器这样的名字，就会认为Java中的类加载器之间存在着继承关系。

甚至网上很多文章也会有类似的错误观点。

这里需要明确一下，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。

如下为ClassLoader中父加载器的定义：

public abstract class ClassLoader { // The parent class loader for delegation private final ClassLoader parent;
}

4.双亲委派是怎么实现的？

双亲委派模型对于保证Java程序的稳定运作很重要，但它的实现并不复杂。
实现双亲委派的代码都集中在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 loadedClass<?> 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 statssun.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。

5.如何主动破坏双亲委派机制？

知道了双亲委派模型的实现，那么想要破坏双亲委派机制就很简单了。
因为他的双亲委派过程都是在loadClass方法中实现的，那么想要破坏这种机制，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。

6.loadClass（）、findClass（）、defineClass（）区别

ClassLoader中和类加载有关的方法有很多，前面提到了loadClass，除此之外，还有findClass和defineClass等，那么这几个方法有什么区别呢？

• loadClass() 就是主要进行类加载的方法，默认的双亲委派机制就实现在这个方法中。
• findClass() 根据名称或位置加载.class字节码
• definclass() 把字节码转化为Class这里面需要展开讲一下loadClass和findClass，我们前面说过，当我们想要自定义一个类加载器的时候，并且像破坏双亲委派原则时，我们会重写loadClass方法。

那么，如果我们想定义一个类加载器，但是不想破坏双亲委派模型的时候呢？

这时候，就可以继承ClassLoader，并且重写findClass方法。findClass()方法是JDK1.2之后的ClassLoader新添加的一个方法。

/** * @since 1.2 */protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException { throw new ClassNotFoundException(name);}这个方法只抛出了一个异常，没有默认实现。

JDK1.2之后已不再提倡用户直接覆盖loadClass()方法，而是建议把自己的类加载逻辑实现到findClass()方法中。

因为在loadClass()方法的逻辑里，如果父类加载器加载失败，则会调用自己的findClass()方法来完成加载。

所以，如果你想定义一个自己的类加载器，并且要遵守双亲委派模型，那么可以继承ClassLoader，并且在findClass中实现你自己的加载逻辑即可。

7. 双亲委派被破坏的例子

双亲委派机制的破坏不是什么稀奇的事情，很多框架、容器等都会破坏这种机制来实现某些功能。

• 第一种被破坏的情况是在双亲委派出现之前。
  由于双亲委派模型是在JDK1.2之后才被引入的，而在这之前已经有用户自定义类加载器在用了。所以，这些是没有遵守双亲委派原则的。
• 第二种，是JNDI、JDBC等需要加载SPI接口实现类的情况。
• 第三种是为了实现热插拔热部署工具。为了让代码动态生效而无需重启，实现方式时把模块连同类加载器一起换掉就实现了代码的热替换。
• 第四种时tomcat等web容器的出现。
• 第五种时OSGI、Jigsaw等模块化技术的应用。

为什么JNDI，JDBC等需要破坏双亲委派？

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 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 ServiceLoader load(Class 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类加载器 AppClassLoader，于加载 classpath 中的具体实现类。

8. 为什么TOMCAT要破坏双亲委派？

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。

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