高级java每日一道面试题-2024年10月9日-JVM篇-什么是双亲委派模型?

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面试官: 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）的一种工作模式。这种模型确保了Java类的加载过程具有良好的层次结构和安全性，避免了类的重复加载，并且能够防止核心类库被恶意替换。

双亲委派模型的核心思想是：当一个类加载器需要加载某个类时，它首先将加载请求委派给父类加载器。如果父类加载器无法加载该类，则当前类加载器自己尝试加载。这个过程会一直向上追溯，直到顶层的启动类加载器。

具体流程如下：

Java中有三种主要的类加载器：

Bootstrap ClassLoader（启动类加载器）：
- 这是最顶层的类加载器，由C++编写，是JVM的一部分。
- 它负责加载<JAVA_HOME>/lib目录下的核心Java类库（如rt.jar），或者被-Xbootclasspath参数指定的路径中的所有类。
- Bootstrap ClassLoader并不是java.lang.ClassLoader的实例，所以你不能通过Java代码直接获取到它。
Extension ClassLoader（扩展类加载器）（也称为Platform ClassLoader）：
- 由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现。
- 它负责加载<JAVA_HOME>/lib/ext目录下的扩展类库，或者被java.ext.dirs系统属性所指定的路径中的所有类。
Application ClassLoader（应用程序类加载器）（也称为System ClassLoader）：
- 由sun.misc.Launcher$AppClassLoader实现。
- 它负责加载应用程序的类路径（ClassPath）里所指定的类，通常是环境变量CLASSPATH或通过命令行参数-classpath、-cp指定的路径中的类。
Custom ClassLoader（自定义类加载器）：
- 如果应用程序需要，可以通过继承java.lang.ClassLoader类实现自己的类加载器，以满足一些复杂的场景需求。

安全性 ：防止用户自定义的类替换核心API类。例如，即使你在类路径下放置了一个名为java.lang.Object的类，也不会被加载，因为这个类名已经被Bootstrap ClassLoader加载过了。
一致性：确保核心类库的类在程序的各种类加载器环境中都是同一个版本，避免了类的重复加载。
简化性：开发者不需要关心类的具体加载过程，只需要将类放到类路径下即可，类加载器会自动处理加载逻辑。

安全：通过双亲委派模型，Java类库和应用程序类可以被有效地隔离开。用户不能伪造一些不安全的系统类，从而避免了非安全问题的发生。
避免重复加载：使用双亲委派模型可以避免一个类被重复加载。当一个类被加载之后，由于使用了双亲委派模型，不会出现多个类加载器都将同一个类重复加载的情况。
支持类的隔离和版本管理：通过双亲委派模型，不同的类加载器可以为相同名称的类创建额外的命名空间。这样，相同名称的类可以并存在Java虚拟机中，只需要用不同的类加载器来加载它们即可。这实现了类的隔离和版本管理。

尽管双亲委派模型具有诸多优点，但在某些场景下也会遇到问题。例如，在加载SPI（Service Provider Interface）实现类的场景（如JNDI、JDBC等）中，由于启动类加载器无法识别应用程序classpath下的SPI实现类，因此需要通过打破双亲委派模型的方式来加载这些类。

双亲委派模型是Java类加载机制的一个重要组成部分，它保证了类的加载顺序和唯一性，提高了系统的安全性和稳定性。理解这一模型对于深入掌握Java类加载机制以及进行相关开发和调试非常重要。