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JVM 类加载器介绍及其父亲委托机制 Parent Delegation

1、类加载器：

类加载器用来把类加载到Java虚拟机中。从JDK1.2版本开始，类的加载过程采用父亲委托机制，这种机制能更好的保证Java平台的安全。在此委托机制中，除了Java虚拟机自带的根类加载器之外，其余的类加载器都有且只有一个父加载器。当Java程序请求加载器loader1加载Sample类是，loader1类首先委托自己的父加载器去加载Sample类，若父加载器能加载，则由父加载器完成加载任务，否则才由加载器loader1本身加载Sample类。

2、类加载器的父亲委托机制（Parent Delegation）：

2.1、Java虚拟机自带了以下几种加载器：

根（Bootstrap）类加载器：该加载器没有父加载器。它负责加载虚拟机的核心类库，如java.lang.*等。例如java.lang.Object就是由根类加载器加载的。根类加载器从系统属性sun.boot.class.path所指定的目录中加载类库。根类加载器的实现依赖于底层操作系统，属于虚拟机的实现的一部分，它并没有继承java.lang.ClassLoader类。

扩展（Extension）类加载器：它的父加载器为根类加载器。它从java.ext.dirs系统属性所指定的目录中加载类库，或者从JDK的安装目录的jre/lib/ext子目录（扩展目录）下加载类库，如果把用户创建的JAR文件放在这个目录下，也会自动由扩展类加载器加载。扩展类加载器是纯Java类，是java.lang.ClassLoader类的子类。

系统（System）类加载器：也称为应用类加载器，它的父加载器为扩展类加载器。它从环境变量classpath或者系统属性java.class.path所指定的目录中加载类，它是用户自定义的类加载器的默认父加载器。系统类加载器是纯Java类，是java.lang.ClassLoader类的子类。

父子加载器并非继承关系，也就是说子加载器不一定是继承了父加载器。

2.2、自定义类加载器：

除了以上虚拟机自带的加载器以外，用户还可以定制自己的类加载器（User-defined Class Loader）。Java提供了抽象类java.lang.ClassLoader，所有用户自定义的类加载器应该继承ClassLoader类。

2.3、类加载器的关系：

根类加载器 <– 扩展类加载器 <– 系统类加载器 <– 用户自定义加载器

在父亲委托机制中，各个加载器按照父子关系形成了树形结构，除了根类加载器以外，其余的类加载器都有且只有一个父加载器。

2.4、父加载的父亲委托机制：

JVM 类加载器介绍及其父亲委托机制 Parent Delegation

Class sampleClass = loader2.loadClass("Sample");

loader2首先从自己的命名空间中查找Sample类是否已经被加载，如果已经加载，就直接返回代表Sample类的Class对象的引用。

如果Sample类还没有被加载，loader2首先请求loader1代为加载，loader1再请求系统类加载器代为加载，系统类加载器再请求扩展类加载器代为架子啊，扩展类加载器在请求根类加载器代为加载。若根加载器和扩展加载器都不能加载，则系统类加载器尝试加载，若能加载成功，则将Sample类所对应的Class对象的引用返回给loader1，loader1再将引用返回给loader2，从而成功将Sample类加载进虚拟机。若系统类加载器不能加载Sample类，则loader1尝试加载Sample类，若laoder1也不能成功加载，则loader2尝试加载。若所有的父加载器及laoder2本身都不能加载，则抛出ClassNotFoundException异常。

加载器之间的父子关系实际上指的是加载器对象之间的包装关系，而不是类之间的继承关系。一对父子加载器可能是同一个加载器类的两个实例，也可能不是。在子加载器对象中包装了一个父加载器对象

ClassLoader loader1 = new MyClassLoader(); //参数loader1将作为loader2的父加载器 ClassLoader loader2 = new MyClassLoader(loader1);

2.5、定义类加载器：

如果某个类加载器能够加载一个类，那么该类加载器就称作 定义类加载器 ；定义类加载器及其所有子类加载器都称作 初始类加载器 。

假设loader1实际加载了Sample类，则loader1为Sample类的定义类加载器，laoder2和loader1为Sample类的初始类加载器。

ClassLoader protected ClassLoader (ClassLoader parent)

使用指定的、用于委托操作的父类加载器创建新的类加载器。

如果存在安全管理器，则调用其 checkCreateClassLoader 方法。这可能导致安全性异常。

参数： parent – 父类加载器

抛出： SecurityException – 如果存在安全管理器并且其 checkCreateClassLoader 方法不允许创建新的类加载器。

当生成一个自定义的类加载器实例时，如果没有指定它的父加载器，那么系统类加载器就将成为该类加载器的父加载器。

2.6、类加载器的父委托机制的安全性：

父委托机制的优点是能够提高软件系统的安全性。因为在此机制下，用户自定义的类加载器不可能加载应该由父加载器加载的可靠类，从而防止不可靠甚至恶意的代码代替由父加载器加载的可靠代码。例如，java.lang.Object类总是由根类加载器加载，其他任何用户自定义的类加载器都不可能加载含有恶意代码的java.lang.Object类。

2.7、命名空间：

每个类加载器都有自己的命名空间，命名空间由该加载器及所有父加载器所加载的类组成。在同一个命名空间中，不会出现类的完整名字（包括类的包名）相同的两个类；在不同的命名空间中，有可能会出现类的完整名字（包括类的包名）相同的两个类。

2.8、运行时包：

由同一类加载器加载的属于相同包的类组成了运行时包。决定两个类是不是属于同一个运行时包，不仅要看它们的包名是否相同，还要看定义类加载器是否相同。只有属于同一运行时报的类才能相互访问包可见（即默认访问级别）的类和成员。这样的限制能避免用户自定义的类冒充核心类库的类，去访问核心类库的包可见成员。假设用户自己定义了一个java.lang.Spy，并用用户自定义的类加载器加载，由于java.lang.Spy和核心类库java.lang.*由不同的加载器加载，它们属于不同的运行时包，所以java.lang.Spy不能访问核心类库java.lang包中的包可见成员。

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