双亲委派机制的概念
双亲委派(Parent Delegation)是Java类加载器(ClassLoader)的一种工作模型,用于保证类的唯一性和安全性。核心思想是:当一个类加载器收到加载类的请求时,会先将请求委派给父类加载器处理,只有父类加载器无法完成加载时,子加载器才会尝试自己加载。
双亲委派的工作流程
- 委派父加载器
类加载器在加载类时,不会立即尝试自己加载,而是递归地将请求向上委派给父类加载器(如Bootstrap ClassLoader→Extension ClassLoader→Application ClassLoader)。 - 父加载器处理
父类加载器检查是否已加载过该类,若已加载则直接返回;若未加载,则尝试在其搜索路径中查找并加载。 - 子加载器兜底
若所有父加载器均无法加载该类(如父加载器的搜索路径中不存在该类),子加载器才会调用自身的findClass()方法在指定路径中加载。
双亲委派的优势
- 避免重复加载
通过层级委派确保类仅被加载一次,防止内存中出现多份相同的类定义。 - 安全性保障
防止用户自定义类覆盖核心类库(如java.lang.String),确保Java核心API的完整性。 - 职责明确
不同层级的类加载器负责特定范围的类加载(如Bootstrap加载JRE/lib,Extension加载JRE/lib/ext)。
打破双亲委派的场景
- SPI(Service Provider Interface)
如JDBC驱动加载,核心接口由Bootstrap加载,但实现类需由应用类加载器加载。通过Thread.currentThread().getContextClassLoader()获取线程上下文加载器绕过委派。 - 热部署
如OSGi框架通过自定义类加载器实现模块化,允许同级类加载器互相委托。
代码示例:自定义类加载器
以下是一个违反双亲委派的自定义类加载器(优先自己加载):
java
public class CustomClassLoader extends ClassLoader {
@Override
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException {
// 1. 检查是否已加载
Class<?> c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
try {
// 2. 优先自己加载(打破委派)
c = findClass(name);
} catch (ClassNotFoundException e) {
// 3. 失败后再委派父加载器
c = super.loadClass(name, resolve);
}
}
if (resolve) {
resolveClass(c);
}
return c;
}
}
双亲委派的局限性
- 灵活性不足
某些场景(如动态模块化)需要更灵活的加载方式,双亲委派的层级结构可能成为限制。 - 上下文传递问题
父加载器无法直接访问子加载器的资源,需通过上下文加载器间接解决。
双亲委派是Java类加载的基础机制,理解其原理有助于解决类冲突、安全漏洞及动态加载等问题。