加载器和双亲委派

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一道面试题

能不能自己写个类叫java.lang.System&＃xff1f;

答案&＃xff1a;通常不可以&＃xff0c;但可以采取另类方法达到这个需求。

解释&＃xff1a;为了不让我们写System类&＃xff0c;类加载采用委托机制&＃xff0c;这样可以保证爸爸们优先&＃xff0c;爸爸们能找到的类&＃xff0c;儿子就没有机会加载。而System类是Bootstrap加载器加载的&＃xff0c;就算自己重写&＃xff0c;也总是使用Java系统提供的System&＃xff0c;自己写的System类根本没有机会得到加载。

但是&＃xff0c;我们可以自己定义一个类加载器来达到这个目的&＃xff0c;为了避免双亲委托机制&＃xff0c;这个类加载器也必须是特殊的。由于系统自带的三个类加载器都加载特定目录下的类&＃xff0c;如果我们自己的类加载器放在一个特殊的目录&＃xff0c;那么系统的加载器就无法加载&＃xff0c;也就是最终还是由我们自己的加载器加载。

预定义类加载器和双亲委派机制

JVM预定义的三种类型类加载器&＃xff1a;

启动&＃xff08;Bootstrap&＃xff09;类加载器&＃xff1a;是用本地代码实现的类装入器&＃xff0c;它负责将 /lib下面的类库加载到内存中&＃xff08;比如rt.jar&＃xff09;。由于引导类加载器涉及到虚拟机本地实现细节&＃xff0c;开发者无法直接获取到启动类加载器的引用&＃xff0c;所以不允许直接通过引用进行操作。

标准扩展&＃xff08;Extension&＃xff09;类加载器&＃xff1a;是由 Sun 的 ExtClassLoader&＃xff08;sun.misc.Launcher$ExtClassLoader&＃xff09;实现的。它负责将< Java_Runtime_Home >/lib/ext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。

系统&＃xff08;System&＃xff09;类加载器&＃xff1a;是由 Sun 的 AppClassLoader&＃xff08;sun.misc.Launcher$AppClassLoader&＃xff09;实现的。它负责将系统类路径&＃xff08;CLASSPATH&＃xff09;中指定的类库加载到内存中。开发者可以直接使用系统类加载器。

除了以上列举的三种类加载器&＃xff0c;还有一种比较特殊的类型 — 线程上下文类加载器。

双亲委派机制描述

某个特定的类加载器在接到加载类的请求时&＃xff0c;首先将加载任务委托给父类加载器&＃xff0c;依次递归&＃xff0c;如果父类加载器可以完成类加载任务&＃xff0c;就成功返回&＃xff1b;只有父类加载器无法完成此加载任务时&＃xff0c;才自己去加载。

几点思考

Java虚拟机的第一个类加载器是Bootstrap&＃xff0c;这个加载器很特殊&＃xff0c;它不是Java类&＃xff0c;因此它不需要被别人加载&＃xff0c;它嵌套在Java虚拟机内核里面&＃xff0c;也就是JVM启动的时候Bootstrap就已经启动&＃xff0c;它是用C&＃43;&＃43;写的二进制代码&＃xff08;不是字节码&＃xff09;&＃xff0c;它可以去加载别的类。

这也是我们在测试时为什么发现System.class.getClassLoader()结果为null的原因&＃xff0c;这并不表示System这个类没有类加载器&＃xff0c;而是它的加载器比较特殊&＃xff0c;是BootstrapClassLoader&＃xff0c;由于它不是Java类&＃xff0c;因此获得它的引用肯定返回null。

委托机制具体含义

当Java虚拟机要加载一个类时&＃xff0c;到底派出哪个类加载器去加载呢&＃xff1f;

首先当前线程的类加载器去加载线程中的第一个类&＃xff08;假设为类A&＃xff09;。

注&＃xff1a;当前线程的类加载器可以通过Thread类的getContextClassLoader()获得&＃xff0c;也可以通过setContextClassLoader()自己设置类加载器。

如果类A中引用了类B&＃xff0c;Java虚拟机将使用加载类A的类加载器去加载类B。

还可以直接调用ClassLoader.loadClass()方法来指定某个类加载器去加载某个类。

委托机制的意义 — 防止内存中出现多份同样的字节码

比如两个类A和类B都要加载System类&＃xff1a;

如果不用委托而是自己加载自己的&＃xff0c;那么类A就会加载一份System字节码&＃xff0c;然后类B又会加载一份System字节码&＃xff0c;这样内存中就出现了两份System字节码。

如果使用委托机制&＃xff0c;会递归的向父类查找&＃xff0c;也就是首选用Bootstrap尝试加载&＃xff0c;如果找不到再向下。这里的System就能在Bootstrap中找到然后加载&＃xff0c;如果此时类B也要加载System&＃xff0c;也从Bootstrap开始&＃xff0c;此时Bootstrap发现已经加载过了System那么直接返回内存中的System即可而不需要重新加载&＃xff0c;这样内存中就只有一份System的字节码了。