双亲委派模型
什么是双亲委派模型？
双亲委派模型（Parent Delegation Model）是 Java 类加载器（ClassLoader）在加载类时遵循的一种机制。它是 Java 类加载机制的核心设计之一，用于确保类的唯一性和安全性。
在 Java 中，类加载器负责将 .class 文件加载到 JVM 中。双亲委派模型的核心思想是：当一个类加载器需要加载一个类时，它首先会委托其父类加载器尝试加载，只有在父类加载器无法加载时，才会由自己来加载。
双亲委派模型的工作流程
为了更好地理解双亲委派模型，我们可以将其工作流程分为以下几个步骤：
- 委托父类加载器：当一个类加载器收到加载类的请求时，它不会立即尝试加载，而是先将请求委托给其父类加载器。
- 递归委托：父类加载器会继续向上委托，直到到达启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）。
- 尝试加载：如果父类加载器无法加载该类，子类加载器才会尝试自己加载。
- 加载成功或失败：如果所有父类加载器都无法加载该类，子类加载器会抛出
ClassNotFoundException。
为什么需要双亲委派模型？
双亲委派模型的设计主要有以下几个目的：
- 避免重复加载：通过委托机制，可以确保每个类只被加载一次，避免类的重复加载。
- 保证类的唯一性：由于类加载器会优先委托父类加载器加载，因此可以确保同一个类在 JVM 中只有一个版本。
- 安全性：通过优先使用核心类库（如
java.lang包中的类），可以防止用户自定义的类替换核心类库中的类，从而保证 JVM 的安全性。
实际案例：双亲委派模型的应用
假设我们有一个自定义的类加载器 MyClassLoader，它尝试加载一个类 com.example.MyClass。以下是加载过程的伪代码：
java
public class MyClassLoader extends ClassLoader {
@Override
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
// 1. 首先委托父类加载器加载
try {
return super.findClass(name);
} catch (ClassNotFoundException e) {
// 2. 如果父类加载器无法加载，尝试自己加载
byte[] classData = loadClassData(name);
if (classData != null) {
return defineClass(name, classData, 0, classData.length);
} else {
throw new ClassNotFoundException("Class not found: " + name);
}
}
}
private byte[] loadClassData(String className) {
// 从文件系统或网络中加载类的字节码
// 这里省略具体实现
return null;
}
}
在这个例子中，MyClassLoader 首先会委托其父类加载器加载 com.example.MyClass。如果父类加载器无法加载，MyClassLoader 才会尝试自己加载。
双亲委派模型的局限性
尽管双亲委派模型在大多数情况下都能很好地工作，但它也有一些局限性。例如：
- 无法加载不同版本的类：由于双亲委派模型要求类只能被加载一次，因此无法在同一 JVM 中加载不同版本的类。
- 无法实现热部署：在某些场景下（如 Web 应用的热部署），需要动态加载新的类版本，而双亲委派模型无法直接支持这种需求。
总结
双亲委派模型是 Java 类加载机制的核心设计之一，它通过委托机制确保了类的唯一性和安全性。理解双亲委派模型对于掌握 Java 类加载机制至关重要。
提示
如果你对类加载机制感兴趣，可以进一步研究 Java 中的自定义类加载器，以及如何打破双亲委派模型来实现特定的需求。
附加资源
- Java 类加载机制官方文档
- 深入理解 Java 虚拟机 - 一本深入讲解 JVM 的书籍。
练习
- 编写一个自定义类加载器，尝试加载一个类并观察双亲委派模型的工作过程。
- 思考在什么场景下需要打破双亲委派模型，并尝试实现一个打破双亲委派模型的类加载器。