Java中的类加载器和双亲委派机制

一,类加载器介绍

类加载器有三个：启动类加载器、扩展类加载器、应用程序加载器（系统加载器）

1. 启动类加载器 : null(不是由java实现的)

   启动类加载器加载java的核心类库,它负责将jdk目录/jre/lib 下面的类库或者jdk目录/jre/classes下的classes文件加载到内存中。

   由于引导类加载器涉及到虚拟机本地实现细节，开发者无法直接获取到启动类加载器的引用.

   所以不允许直接通过引用进行操作。

2. 扩展类加载器:sun.misc.Launcher$ExtClassLoader

   扩展类加载器加载java扩展类库

   它负责将jdk目录/jre/lib/ext 下的jar包或者jdk目录/jre/lib/ext/classes下的classes文件或者由系统变量 java.ext.dir 指定位置中的类库加载到内存中。

   开发者可以直接使用标准扩展类加载器。

3. 应用类加载器: sun.misc.Launcher$AppClassLoader

   应用类加载器负责将系统类路径（CLASSPATH:指向当前目录./,如java代码在哪执行,哪里就是classpath）中指定的类库加载到内存中 ，可以通过getSystemClassLoader()获取 。

   注意:idea的maven项目中classpath可以为resources资源目录也可以为java目录

   开发者可以直接使用系统类加载器。

   如果没有自己定义类加载，我们编写的Java类都将被这个类加载器加载。是程序中的默认类加载。

4. 用户自定义类加载器

   用户自己编写的类加载器，可以通过覆盖findClass()方法去进行加载类。

二,类加载器的双亲委派机制

如上图箭头所示，除了启动类加载器，每个类加载器都有一个父加载器。构成了一个类加载器结构系统。这个系统就是用来完成双亲委派机制的。

不同的类加载器加载的位置不一样,所以如果不同的位置有相同的类,那么会遵循双亲委派机制

工作过程：一个类加载器加载一个类时，首先会把加载动作委派给他的父加载器，如果父加载器无法完成这个加载动作时才由该类加载器进行加载。由于类加载器会向上传递加载请求，所以一个类加载时，首先尝试加载它的肯定是启动类加载器（逐级向上传递请求，直到启动类加载器，它没有父加载器），之后根据是否能加载的结果逐级让子类加载器尝试加载，直到加载成功。

比如我们自己写了一个com.test.T1类，假设我们没有自定义类加载器，那么这个类会由应用程序类加载器加载。应用程序类加载器加载时先把加载任务委派给扩展类加载器（父加载器），然后扩展类加载器再把加载任务委托给启动类加载器（父加载器），启动类加载器没有父加载器。于是它自己尝试加载，结果发现T1类并不在自己的加载类路径<Java_Runtime_Home>/lib之中，于是告诉扩展类加载器（子加载器）自己无法加载该类。这时扩展类只好自己加载这个类，结果发现也无法加载该类，于是它也告诉应用程序类加载器这个消息，这时应用程序类加载器自己进行T1类的加载动作，加载成功。

可以把每个类加载都想成一个大懒汉，每次让他办事时他都让爸爸代办。没想到爸爸也是个大懒汉，于是爸爸也让他的爸爸代办。这是到了爷爷那里，爷爷也很懒，但是他没有爸爸了，于是只能一边抱怨一边干，然后发现自己做不了，又骂骂咧咧的把活儿交给了自己的儿子，然后爸爸开始干活，发现自己也不能完成这个任务，于是他也是骂骂咧咧的把活交给了儿子，儿子挨了一顿骂，然后开始干活，经过了1小时的苦干，这个活儿终于完事了。

三,双亲委派机制的存在意义

双亲委派是Java语言的一大创新。表明看起来，由于双亲委派机制的存在，类加载器的数量增多了不少，增加了程序的复杂性。不过存在既有道理。双亲委派机制让Java类体系变得稳定，有层次性能。特定的类由特定的类加载器加载，每次加载都委托父类的过程让类对象在内存中的数量保持为一个，让同类名的类无法被替换。

如果没有双亲委派机制，只有一个类加载器，我们自己写一个java.lang.Object类，也可以被加载，结果就是内存中有两个Object类，引用的时候会造成安全的问题。而且一些核心的类可能会被替换，导致重大的安全问题。

有了双亲委派机制，我们自己写的java.lang.Object类在加载时会被加载器委托给父加载器，在某一个父加载器中发现内存中已经存在了java.lang.Object类，那么将不会进行加载，这样就保证了特定的类只能有一个在内存中。

四,双亲委派机制演示

1. 首先在本地磁盘某个目录创建一个Test.java文件

   public class Test{
   	public static void main(String[] args){
   		System.out.println("aaaaaa");
   	}
   }
   

   创建好后在cmd中进行编译

   D:\>javac Test.java
   

   此时可以发现class文件已经出现

   

2. 将Test.class剪切到jdk目录/jre/classes目录下(classes是自己建的目录)

   

3. 修改Test.java,并进行编译

   public class Test{
   	public static void main(String[] args){
   		System.out.println("bbbbb");
   	}
   }
   

4. 再将编译好的Test.class文件剪切到jdk目录/jre/lib/ext/classes目录下(classes是自己建的目录)

   

5. 此时再次修改Test.java,并进行编译

   public class Test{
   	public static void main(String[] args){
   		System.out.println("ccccc");
   	}
   }
   

   

6. 此时运行此程序,观察结果
   

   可以看到显示结果为aaaaa,表示委派给了启动类加载器进行加载

7. 此时删除启动类加载器的目录jdk目录/jre/classes下的class文件,再次执行程序

   

   

   可以看到结果为bbbbb,表示如果启动类加载器加载不了,则会返回结果null(因为启动类加载器不是用java写的,抛不了异常),让启动类加载器的子加载器(扩展类加载器)来加载

8. 此时删除扩展类加载器的目录jdk目录/jre/lib/ext/classes下的classes文件,再次执行程序

   

   

   可以看到结果为ccccc,表示如果启动类加载器的子加载器(扩展类加载器)也加载不了,则会抛出异常给扩展类的子加载器(应用类加载器),并委派给应用类加载器来进行类的加载