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深入解析Java类加载机制：双亲委派模型

news 2025/7/13 13:48:59

深入解析Java类加载机制：双亲委派模型

什么是双亲委派模型？

双亲委派模型（Parent Delegation Model）是Java类加载器（ClassLoader）的一种工作模式，它是Java安全机制的重要组成部分，也是Java能够实现代码隔离和模块化的基础。

双亲委派模型的工作原理

双亲委派模型的核心思想可以概括为：当一个类加载器收到类加载请求时，它首先不会尝试自己去加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成。只有当父类加载器反馈自己无法完成这个加载请求时（即它的搜索范围内没有找到所需的类），子加载器才会尝试自己去加载。

这种机制形成了一种"向上委派，向下查找"的层级关系：

当一个类加载器需要加载某个类时，首先委托给父类加载器
父类加载器再委托给它的父类加载器
这个过程一直递归到最顶层的启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）
如果父类加载器无法完成加载（在自己的搜索范围内找不到该类），子加载器才会尝试加载

Java中的三类主要类加载器

在标准的Java实现中，类加载器通常分为以下三种：

启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）：
- 最顶层的类加载器，由C++实现（在HotSpot VM中）
- 负责加载Java核心类库（如JRE/lib目录下的jar包）
- 是唯一没有父加载器的加载器
扩展类加载器（Extension ClassLoader）：
- 由Java实现，负责加载JRE扩展目录（如JRE/lib/ext）中的类
- 父加载器是启动类加载器
应用程序类加载器（Application ClassLoader/System ClassLoader）：
- 也称为系统类加载器，负责加载用户类路径（ClassPath）上的类
- 父加载器是扩展类加载器
- 是大多数Java程序中默认的类加载器

双亲委派模型的优势

双亲委派模型的设计带来了几个重要优势：

安全性：防止核心类库被篡改。例如，用户自定义一个java.lang.String类不会被加载，因为会优先由启动类加载器加载核心库中的String类。
避免重复加载：确保一个类在JVM中只被加载一次，防止内存中出现多份相同的类定义。
一致性：保证Java核心库的类型安全，所有Java程序都会使用相同版本的Java核心类。

双亲委派模型的实现

在Java中，ClassLoader类的loadClass()方法实现了双亲委派模型的逻辑：

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)throws ClassNotFoundException
{synchronized (getClassLoadingLock(name)) {// 首先检查类是否已被加载Class<?> c = findLoadedClass(name);if (c == null) {try {if (parent != null) {// 委托给父加载器c = parent.loadClass(name, false);} else {// 没有父加载器，使用启动类加载器c = findBootstrapClassOrNull(name);}} catch (ClassNotFoundException e) {// 父加载器无法完成加载}if (c == null) {// 父加载器无法加载，尝试自己加载c = findClass(name);}}if (resolve) {resolveClass(c);}return c;}
}