Java类加载器与双亲委派模型

虚拟机设计中把类加载阶段中的“通过一个类的全限定名来获取描述此类的二进制字节流”这个动作放到Java虚拟机外部去实现，以便让应用程序自己决定如何去获取所需要的类。实现这个动作的代码模块称为“类加载器”。

1、类与类加载器

类加载器虽然只用于实现类的加载动作，但他在Java程序中起到的作用却远远不限于类加载阶段、对于任意一个类，都需要由加载他的类加载器和这个类本身一同确立其在Java虚拟机中的唯一性，每一个类加载器，都拥有一个独立的类名称空间。这句活可以表达的更通俗一些：比较两个类是否“相等”，只有在这两个类是由同一个类加载器加载的前提下才有意义，否则，即使这两个类来源于同一个Class文件，被同一个虚拟机加载，只要加载他们的类加载器不同，那这两个类就必定不相等。

这里所指的“相等”，包括代表类的class对象的equals()方法，isAssignableFrom()方法,isInstance()方法的返回结果，也包括使用instanceof关键字做对象所属关系判定等情况。如果没有注意到类加载器的影响，在某些情况下可能会产生具有迷惑性的结果，如下代码

运行结果如下：

代码中构造了一个简单的类加载器，他可以加载与自己在同一路径下的class文件。我们使用这个类加载器加载了ClassLoaderTest这个类，并实例化这个类的对象。两行输出结果中，从第一句可以看出，这个类确实是类ClassLoaderTest实例化出来的对象。但从第二句可以发现，这个对象与类ClassLoaderTest所做属类型检查的时候却反回了false，这是因为虚拟机中存在了两个ClassLoaderTest类，一个是由系统应用程序类加载器加载的，另外一个是由我们自定义的类加载器加载的，虽然都来自同一个class文件，但依然是两个独立的类，做对象所属类型检查时结果自然为false。
2、双亲委派模型

从Java虚拟机的角度，只存在两种不同的类加载器：一种是启动类加载器，这个类加载器使用C++编写，是虚拟机资深的一部分；另外一种是所有其他的类加载器，这些类加载器都有Java语言实现，独立于虚拟机外部，并且全部都继承自抽象类java.lang.ClassLoader。

从Java开发人员的角度来看，类加载器还可以划分的更细一点，绝大部分Java程序都会使用到以下三种系统提供的类加载器。

启动类加载器，这个加载器负责将存放在<JAVA_HOME>\lib目录中的，或者被-Xbootclasspath参数所指定的路径中的，并且是虚拟机识别的（仅按照文件名识别，如rt.jar，名字不符合的类库即使放在lib目录中也不会被夹在）类库加载到虚拟机内存中。启动类加载器无法被程序直接引用。

扩展类加载器，这个加载器由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现，他负责加载<JAVA_HOME>\lib\ext目录中的，或者被java.ext.dirs系统变量所指定的路径中的所有类库，开发者可以直接使用扩展类加载器。

应用程序类加载器，这个类加载器由sun.misc.Lanucher$AppClassLoader实现，由于这个类加载器是ClassLoader中的getSystemClassLoader()方法的返回值，所以一般也称他为系统类加载器。他负责加载用户类路径上所指定的类库，开发者可以直接使用这个类加载器，如果应用程序中没有自定义过自己的类加载器，一般情况下这个就是程序默认的类加载器。

我们应用程序都是有这三种类加载器相互配合进行加载的，如果有必要，还可以加入自己定义的类加载器。这些类加载器的关系如下图：

类加载器双亲委派模型

上图展示的类加载器之间的这种层次关系，成为类加载器的双亲委派模型，双亲委派模型要求除了顶层的启动类加载器外，其余的类加载器都应当有自己的父类加载器。这里类加载器之间的父子关系一般不会以继承的关系来实现，而是都使用组合关系来复用父加载器的代码。

双亲委派模型的工作过程是：如果一个类加载器收到了类加载的请求，他首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成，每一个层次的类加载器都是如此，因此所有的家在请求最终都应该传送到顶层的启动类夹在其中，只有当父加载器反馈自己无法完成这个加载请求（他的搜索范围没有找到所需的类）时，子加载器才会尝试自己去加载。

使用双亲委派模型来组织类加载器之间的关系，有一个显而易见的好处就是Java类随着他的类加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系。例如类java.lang.Object。他存放在rt.jar之中，无论哪一个类加载器要加载这个类，最终都是委派给处于模型最前端的启动类加载器进行加载，因此Object类在程序的各种类加载器环境中都是同一个类。相反，如果没有使用双亲委派模型，由各个类加载器自行去加载的话，如果用户自己编写了一个成为java.lang.Object的类，并放在程序的ClassPath中，那系统中将会出现多个不同的Object类，Java类型体系中最基础的行为也就无法保证，应用程序也将会变得混乱。

双亲委派模型对于保证Java程序的稳定运作很重要，但他的实现却非常简单，实现双亲委派的代码都集中在在java.lang.ClassLoader的loadClass()方法中，先检查是否已经被夹在过，若没有加载则调用父类加载器的loadClass()方法，若父类加载器为空则默认使用启动类加载器作为父加载器。如果父类加载器加载失败，跑出ClassNotFoundException异常后，在调用自己的findClass()方法进行加载，代码如下：