Java 虚拟机之双亲委派机制

双亲委派机制介绍

对 Java 程序的运行过程而言，类的加载依赖类加载器完成，而在 Java 默认的类加载器又分为启动类加载器、扩展类加载器和应用程序类加载器三种，但是一个类通常仅仅需要被加载一次即可，双亲委派机制即规定各个类该被何种类加载器加载的一种机制。

双亲委派机制的实现原理可以简述为两个方面，分别是 "向上委托请求" 和 "向下委派加载"。

• "向上委托请求"：当一个类加载器收到加载类的请求时，并不会直接对该类进行加载，而是会先将加载请求委托给其当前父类加载器，而当前父类加载器也会依次委托给其更上层的父类加载器，直至达到顶层的启动类加载器。
• "向下委派加载"：顶层的启动类加载器收到下层类加载器的加载类的请求后。会先判断自身（即启动类加载器）是否已经加载过该类，如果未加载过，则向下层的子类加载器寻求将该类进行加载。子类加载器则判断自身（当前的类加载器）有无加载该类的能力，如果有能力加载该类，则对该类进行加载；如果无能力加载该类，则继续向下层的类加载器传递该类的加载请求。

双亲委派机制原理图解

以下是对双亲委派机制的实现原理图示解读：

双亲委派机制的作用

双亲委派机制的设计是为保证 Java 核心库（如 java.lang、java.util 等）始终由启动类加载器来加载，以保持这些核心类的唯一性、一致性、安全性，避免不同的类加载器加载相同名称的类而导致类的冲突和混乱。其主要体现于如下方面：

1. 避免类的重复加载：如果一个类已经被某个类加载器加载了，那么另外一个类加载器是无法再次加载这个类的，从而避免了类的重复加载。

2. 避免恶意类的加载：通过限制不受信任的类加载器加载系统类库以提高系统的安全性，避免恶意类的加载和破坏。

   例如，定义一个 JDK 中重复的包路径 java.lang，并在该包路径下定义一个类：

   package java.lang;
   
   public class CustomInteger {
   
   }

   然后，定义一个类尝试去加载这个该类：

   package org.example.jvm;
   
   public class LoadSimpleClassTest {
   
       public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
           ClassLoader classLoader = LoadSimpleClassTest.class.getClassLoader();
           Class<?> customIntegerClass = classLoader.loadClass("java.lang.CustomInteger");
           System.out.println(customIntegerClass);
       }
   
   }

   执行上述案例将抛出如下异常：

   

   因为 java.lang 是 JAVA 中的核心包，所以禁止直接以代码形式在项目中定义加载该包下的类。