【JVM】类加载器和双亲委派模型

开始介绍类加载器和双亲委派模型之前，简单回顾一下类加载过程。

• 类加载过程：加载->连接->初始化。
• 连接过程又可分为三步：验证->准备->解析。

加载是类加载过程的第一步，主要完成下面 3 件事情：

1. 通过全类名获取定义此类的二进制字节流
2. 将字节流所代表的静态存储结构转换为方法区的运行时数据结构
3. 在内存中生成一个代表该类的 Class 对象，作为方法区这些数据的访问入口 

类加载器是什么

        加载器是 JVM 中负责加载类的组件。简单来说，它的作用就是将字节码文件（.class 文件）加载到 JVM 的方法区中，并在堆中创建一个java.lang.Class对象，用来封装类在方法区内的数据结构。类加载器是 Java 实现动态加载的关键，通过它，Java 程序可以在运行时动态地加载和使用类。

类加载器的分类

• BootstrapClassLoader(启动类加载器)：最顶层的加载类，由 C++实现，通常表示为 null，并且没有父级，主要用来加载 JDK 内部的核心类库（ %JAVA_HOME%/lib目录下的 rt.jar、resources.jar、charsets.jar等 jar 包和类）以及被 -Xbootclasspath参数指定的路径下的所有类。
• ExtensionClassLoader(扩展类加载器)：主要负责加载 %JRE_HOME%/lib/ext 目录下的 jar 包和类以及被 java.ext.dirs 系统变量所指定的路径下的所有类。
• AppClassLoader(应用程序类加载器)：面向我们用户的加载器，负责加载当前应用 classpath 下的所有 jar 包和类。

除了这三种类加载器之外，用户还可以加入自定义的类加载器来进行拓展，以满足自己的特殊需求。就比如说，我们可以对 Java 类的字节码（ .class 文件）进行加密，加载时再利用自定义的类加载器对其解密。

除了 BootstrapClassLoader 是 JVM 自身的一部分之外，其他所有的类加载器都是在 JVM 外部实现的，并且全都继承自 ClassLoader抽象类。这样做的好处是用户可以自定义类加载器，以便让应用程序自己决定如何去获取所需的类。

而类加载器的体系不是继承关系的，而是委派体系，类加载器首先会到自己的父亲中查找类和资源，如果找不到才回到自己的本地进行查找。类加载器的委托行为动机是为了避免相同的类被多次加载

双亲委派模型

工作原理

双亲委派模型是一种类加载的层级关系模型。当一个类加载器收到类加载请求时，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把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，因此所有的加载请求最终都应该传送到顶层的启动类加载器中。只有当父类加载器反馈自己无法完成这个加载请求（它的搜索范围中没有找到所需的类）时，子类加载器才会尝试自己去加载。

那么为什么会需要使用双亲委派模型呢？

通过双亲委派机制可以避免某一个类被重复加载，当父类已经加载后则无需重复加载，保证唯一性
为了安全，保证类库API不会被修改
这里解释一下如何保证类库的API不会被修改：当我们创建一个类String的时候，由于在Java中本身就存在String类，所以使用双亲委派模型的时候，在启动类加载器就会加载Java中的String类，而不会使用应用类加载器进行加载。

public class String {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("demo info")
    }
}

此时执行main函数，会出现异常，在类 java.lang.String 中找不到 main 方法

出现该信息是因为由双亲委派的机制，java.lang.String的在启动类加载器 (Bootstrap classLoader)得到加载，因为在核心jre库中有其相同名字的类文件， 但该类中并没有main方法。这样就能防止恶意篡改核心API库 

优势

        避免类的重复加载：因为双亲委派模型保证了类只会被加载一次，当父类加载器已经加载过某个类时，子类加载器就不会再次加载，节省了系统资源。

        保证核心类库的安全性：核心类库由启动类加载器加载，不会被用户自定义的类加载器随意替换，避免了恶意代码对核心类库的篡改。