jvm - 双亲委派机制详细解析及原理

灰太狼 2024-03-22 22:58 65阅读 0赞

双亲委派机制是Java虚拟机中的一种类加载机制，它通过层层委托的方式保证了Java类的安全性和一致性。下面是对双亲委派机制的详细解析及原理。 在Java虚拟机中，类加载器负责将字节码文件加载到内存中并转化为可执行的Java类。而双亲委派机制是一种类加载器的工作方式，它的核心思想是：当一个类加载器收到加载类的请求时，它首先将这个请求委派给父类加载器处理，只有当父类加载器无法加载时，才由当前类加载器自己去加载。 这种层层委托的机制可以确保Java类的安全性和一致性：

1.  安全性：通过双亲委派机制，Java类从上到下的层级结构，可以避免恶意代码通过自定义的类加载器加载到JVM中，保证了Java程序的安全性。
2.  一致性：通过双亲委派机制，同一个类在不同的类加载器中只会被加载一次，避免了类的重复加载，确保了类的一致性。 下面是一个简单的Java代码示例，用于演示双亲委派机制的原理：

javaCopy codepublic class ClassLoaderDemo {
        public static void main(String[] args) {
            ClassLoader classLoader = ClassLoaderDemo.class.getClassLoader();
            while (classLoader != null) {
                System.out.println(classLoader.getClass().getName());
                classLoader = classLoader.getParent();
            }
        }
    }

在这个示例中，我们通过`ClassLoaderDemo.class.getClassLoader()`获取当前类的类加载器，并通过循环打印出类加载器的名称。这里会打印出一系列的类加载器，从下到上依次是：应用程序类加载器（AppClassLoader）、扩展类加载器（ExtClassLoader）和引导类加载器（BootstrapClassLoader）。 这个示例说明了双亲委派机制的原理：当一个类加载器收到加载类的请求时，它首先将这个请求委派给父类加载器处理。如果父类加载器也无法加载该类，那么才由当前类加载器自己去加载。这样的层层委托关系保证了类的加载顺序和类的一致性。

**目录**

JVM - 双亲委派机制详细解析及原理

什么是双亲委派机制？

双亲委派机制的优势

双亲委派机制的工作原理

双亲委派机制的应用场景

总结

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### JVM - 双亲委派机制详细解析及原理 ###

### 什么是双亲委派机制？ ###

双亲委派机制是Java虚拟机（JVM）中的一种类加载机制。它的基本原理是当一个类加载器接收到类加载的请求时，它首先将这个请求委派给它的父类加载器去完成。只有当父类加载器无法完成加载时，才由该类加载器自己去加载类。

### 双亲委派机制的优势 ###

双亲委派机制的设计有以下几个优势：

1.  避免类的重复加载：当一个类加载器接收到加载类的请求时，它会先向上委托给父类加载器，如果父类加载器已经加载了该类，就无需再重复加载，从而避免了类的重复加载。
2.  防止核心API被篡改：Java核心API被Java虚拟机提供的类加载器加载，通过双亲委派机制，可以确保核心API的安全性，防止被恶意篡改。
3.  控制类的加载顺序：由于双亲委派机制是从上至下的加载方式，所以可以确保类的加载顺序是有序的，避免了类之间的依赖关系出现问题。

### 双亲委派机制的工作原理 ###

当一个类加载器加载一个类时，它会先检查是否已经被加载过。如果已经加载过，则直接返回已加载的类。如果没有加载过，则委托给它的父类加载器去加载。

1.  首先，当前类加载器会调用父类加载器的loadClass方法，尝试让父类加载器去加载目标类。
2.  如果父类加载器无法加载该类，父类加载器会继续委派给它的父类加载器。
3.  这个过程会一直向上委派，直到达到顶层的启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）。
4.  如果顶层的启动类加载器仍然无法加载该类，则会回到当前类加载器，尝试自己加载该类。
5.  如果当前类加载器加载成功，则将加载后的类返回给子类加载器。
6.  如果所有的父类加载器都无法加载该类，则会抛出ClassNotFoundException异常。

### 双亲委派机制的应用场景 ###

双亲委派机制在Java中的类加载过程中发挥了重要作用，它被广泛应用于以下几个场景：

1.  安全性保障：通过双亲委派机制，可以确保核心API的安全性，防止被恶意篡改。
2.  类的共享：通过双亲委派机制，可以实现类的共享，减少内存的开销。
3.  模块化管理：通过双亲委派机制，可以实现类的模块化管理，便于代码的维护和管理。

### 总结 ###

双亲委派机制是Java虚拟机中的一种重要的类加载机制，它通过委派给父类加载器的方式，实现了类的加载顺序的控制、类的共享和安全性的保障。了解双亲委派机制的原理和工作方式，有助于我们更好地理解Java类加载的过程，提高代码的可靠性和安全性。