面试官：不会有人不懂类加载器与双亲委派模型吧？-类加载双亲委派机制

类加载器在加载阶段，会将class文件加载进方法区。有关类加载的全过程，可以先参考我的另外一篇文章类的奇幻漂流——类加载机制探秘

类加载器的类型

类加载器有以下种类：

启动类加载器(Bootstrap ClassLoader)
扩展类加载器(Extension ClassLoader)
应用类加载器(Application ClassLoader)

启动类加载器

内嵌在JVM内核中的加载器，由C++语言编写(因此也不会继承ClassLoader)，是类加载器层次中最顶层的加载器。用于加载java的核心类库，即加载jre/lib/rt.jar里所有的class。由于启动类加载器涉及到虚拟机本地实现细节，我们无法获取启动类加载器的引用。

扩展类加载器

它负责加载JRE的扩展目录，jre/lib/ext或者由java.ext.dirs系统属性指定的目录中jar包的类。父类加载器为启动类加载器，但使用扩展类加载器调用getParent依然为null。

应用类加载器

又称系统类加载器，可用通过 java.lang.ClassLoader.getSystemClassLoader()方法获得此类加载器的实例，系统类加载器也因此得名。应用类加载器主要加载classpath下的class，即用户自己编写的应用编译得来的class，调用getParent返回扩展类加载器。

扩展类加载器与应用类加载器继承结构如图所示：

可以看到除了启动类加载器，其余的两个类加载器都继承于ClassLoader，我们自定义的类加载，也需要继承ClassLoader。

双亲委派机制

当一个类加载器收到了一个类加载请求时，它自己不会先去尝试加载这个类，而是把这个请求转交给父类加载器，每一个层的类加载器都是如此，因此所有的类加载请求都应该传递到最顶层的启动类加载器中。只有当父类加载器在自己的加载范围内没有搜寻到该类时，并向子类反馈自己无法加载后，子类加载器才会尝试自己去加载。

ClassLoader内的loadClass方法，就很好的解释了双亲委派的加载模式：

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) 
      throws ClassNotFoundException 
  { 
      synchronized (getClassLoadingLock(name)) { 
          //检查该class是否已经被当前类加载器加载过 
          Class<?> c = findLoadedClass(name); 
          if (c == null) { 
            //此时该class还没有被加载 
              try { 
                  if (parent != null) { 
                    //如果父加载器不为null,则委托给父类加载 
                      c = parent.loadClass(name, false); 
                  } else { 
                     //如果父加载器为null,说明当前类加载器已经是启动类加载器，直接时候用启动类加载器去加载该class 
                      c = findBootstrapClassOrNull(name); 
                  } 
              } catch (ClassNotFoundException e) { 
              } 
 
              if (c == null) { 
                  //此时父类加载器都无法加载该class,则使用当前类加载器进行加载 
                  long t1 = System.nanoTime(); 
                  c = findClass(name); 
                  ... 
              } 
          } 
          //是否需要连接该类 
          if (resolve) { 
              resolveClass(c); 
          } 
          return c; 
      } 
  }

为什么要使用双亲委派机制，就使用当前的类加载器去加载不就行了吗?为啥搞得这么复杂呢?

假设现在并没有双亲委派机制，有这样的一个场景：

用户写了一个Student类，点击运行，此时编译完成后，虚拟机开始加载class，该class会由应用加载器进行加载，由于Object类是Student的父类，且双亲委派机制不存在的情况下，应用加载器就会自己尝试加载Object类，但是用户压根没定义Object，即应用加载器无法在加载范围搜寻到该类，所以此时Object类无法被加载，用户写的代码无法运行。

假设该用户自己定义了一个Object类，此时再次运行后，应用类加载器则会正常加载用户定义的Object与Student类。Student类中会调用System.out.print()输出Student对象，此时会由启动类加载器加载System类，在此之前同样也会加载Object类。

此时，方法区中有了两份Object的元数据，Object类被重复加载了!

倘若用户定义的Object类不安全，可能直接造成虚拟机崩溃或者引起重大安全问题。

如果现在使用双亲委派机制，用户虽然自己定义了Object类，可以通过编译，但是永远不会被记载进方法区。

双亲委派机制避免了重复加载，也保证了虚拟机的安全。

自定义类加载器

我们整理ClassLoader里面的流程

loadclass：判断是否已加载，使用双亲委派模型，请求父加载器，父加载器反馈无法加载，因此使用findclass，让当前类加载器查找
findclass：当前类加载器根据路径以及class文件名称加载字节码，从class文件中读取字节数组，然后使用defineClass
defineclass：根据字节数组，返回Class对象

我们在ClassLoader里面找到findClass方法，发现该方法直接抛出异常，应该是留给子类实现的。

protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException { 
      throw new ClassNotFoundException(name); 
  }

到这里，我们应该明白，loadClass方法使用了模版方法模式，主线逻辑是双亲委派，但如何将class文件转化为Class对象的步骤，已经交由子类去实现。对模版方法模式不熟悉的同学，可以先参考我的另外一篇文章模版方法模式

其实源码中，已经有一个自定义类加载的样例代码，在注释中：

class NetworkClassLoader extends ClassLoader { 
        String host; 
        int port; 
 
        public Class findClass(String name) { 
            byte[] b = loadClassData(name); 
            return defineClass(name, b, 0, b.length); 
        } 
 
        private byte[] loadClassData(String name) { 
            // load the class data from the connection 
            
        } 
    }

看得出来，如果我们需要自定义类加载器，只需要继承ClassLoader，并且重写findClass方法即可。

现在有一个简单的样例，class文件依然在文件目录中：

package com.yang.testClassLoader; 
 
import sun.misc.Launcher; 
 
import java.io.*; 
 
public class MyClassLoader extends ClassLoader { 
 
    /** 
     * 类加载路径,不包含文件名 
     */ 
    private String path; 
 
 
    public MyClassLoader(String path) { 
        super(); 
        this.path = path; 
    } 
 
    @Override 
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException { 
        byte[] bytes = getBytesFromClass(name); 
        assert bytes != null; 
        //读取字节数组，转化为Class对象 
        return defineClass(name, bytes, 0, bytes.length); 
    } 
 
    //读取class文件，转化为字节数组 
    private byte[] getBytesFromClass(String name) { 
        String absolutePath = path + "/" + name + ".class"; 
        FileInputStream fis = null; 
        ByteArrayOutputStream bos = null; 
        try { 
            fis = new FileInputStream(new File(absolutePath)); 
            bos = new ByteArrayOutputStream(); 
            byte[] temp = new byte[1024]; 
            int len; 
            while ((len = fis.read(temp)) != -1) { 
                bos.write(temp, 0, len); 
            } 
            return bos.toByteArray(); 
        } catch (IOException e) { 
            e.printStackTrace(); 
        } finally { 
            if (null != fis) { 
                try { 
                    fis.close(); 
                } catch (IOException e) { 
                    e.printStackTrace(); 
                } 
            } 
            if (null != bos) { 
                try { 
                    bos.close(); 
                } catch (IOException e) { 
                    e.printStackTrace(); 
                } 
            } 
        } 
        return null; 
    } 
 
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException { 
        MyClassLoader classLoader = new MyClassLoader("C://develop"); 
        Class test = classLoader.loadClass("Student"); 
        test.newInstance(); 
    } 
}

Student类：

public class Student { 
    public Student() { 
        System.out.println("student classloader is" + this.getClass().getClassLoader().toString()); 
    } 
}

注意，这个Student类千万不要加包名，idea报错不管他即可，然后使用javac Student.java编译该类，将生成的class文件复制到c://develop下即可。

运行MyClassLoader的main方法后，可以看到输出：

看得出来，Student.class确实是被我们自定义的类加载器给加载了。

破坏双亲委派

从上面的自定义类加载器的内容中，我们应该可以猜到了，破坏双亲委派直接重写loadClass方法就完事了。事实上，我们确实可以重写loadClass方法，毕竟这个方法没有被final修饰。双亲委派既然有好处，为什么jdk对loadClass开放重写呢?这要从双亲委派引入的时间来看：

双亲委派模型是在JDK1.2之后才被引入的，而类加载器和抽象类java.lang.ClassLoader则在JDK1.0时代就已经存在，面对已经存在的用户自定义类加载器的实现代码，Java设计者引入双亲委派模型时不得不做出一些妥协。在此之前，用户去继承java.lang.ClassLoader的唯一目的就是为了重写loadClass()方法，jdk为了向前兼容，不得已开放对loadClass的重写操作。

当然，也不止这一次对双亲委派模型的破坏，详细的文章可以参考破坏双亲委派模型，里面提到了一个“线程上下文类加载器”，对这个不熟悉的同学可以参考真正理解线程上下文类加载器(多案例分析)(无法放链接，百度搜索)

我们经常用的Tomcat与jdbc，就破坏了双亲委派，碍于文章的篇幅与博主的水平，暂时不在这里讨论破坏的原因，有兴趣的同学可以参考这一篇文章JDBC、Tomcat为什么要破坏双亲委派模型?(无法放链接，百度搜索)