浅谈双亲委派和破坏双亲委派

浅谈双亲委派和破坏双亲委派（https://cloud.tencent.com/developer/article/1176641）

双亲委派

对于任意一个类，都需要由加载它的类加载器和这个类本身来一同确立其在Java虚拟机中的唯一性。

什么意思呢？我们知道，判断一个类是否相同，通常用equals()方法，isInstance()方法和isAssignableFrom()方法。来判断，对于同一个类，如果没有采用相同的类加载器来加载，在调用的时候，会产生意想不到的结果：

public class DifferentClassLoaderTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ClassLoader classLoader = new ClassLoader() {
            @Override
            public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
                String fileName = name.substring(name.lastIndexOf(".") + 1) + ".class";
                InputStream stream = getClass().getResourceAsStream(fileName);
                if (stream == null) {
                    return super.loadClass(name);
                }
                try {
                    byte[] b = new byte[stream.available()];
                    // 将流写入字节数组b中
                    stream.read(b);
                    return defineClass(name, b, 0, b.length);
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                return super.loadClass(name);
            }
        };
        Object obj = classLoader.loadClass("jvm.DifferentClassLoaderTest").newInstance();
        System.out.println(obj.getClass());
        System.out.println(obj instanceof DifferentClassLoaderTest);
    }
}
// 输出结果：
class jvm.DifferentClassLoaderTest
false
// 如果在通过classLoader实例化的使用，直接转化成DifferentClassLoaderTest对象：
DifferentClassLoaderTest obj = (DifferentClassLoaderTest) classLoader.loadClass("jvm.DifferentClassLoaderTest").newInstance();
// 就会直接报java.lang.ClassCastException:，因为两者不属于同一类加载器加载，所以不能转化！

为什么需要双亲委派

基于上述的问题：如果不是同一个类加载器加载，即时是相同的class文件，也会出现判断不相同的情况，从而引发一些意想不到的情况，为了保证相同的class文件，在使用的时候，是相同的对象，jvm设计的时候，采用了双亲委派的方式来加载类。

双亲委派：如果一个类加载器收到了加载某个类的请求,则该类加载器并不会去加载该类,而是把这个请求委派给父类加载器,每一个层次的类加载器都是如此,因此所有的类加载请求最终都会传送到顶端的启动类加载器;只有当父类加载器在其搜索范围内无法找到所需的类,并将该结果反馈给子类加载器,子类加载器会尝试去自己加载。

这里有几个流程要注意一下：

1. 子类先委托父类加载
2. 父类加载器有自己的加载范围，范围内没有找到，则不加载，并返回给子类
3. 子类在收到父类无法加载的时候，才会自己去加载

jvm提供了三种系统加载器：

1. 启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）：C++实现，在java里无法获取，负责加载/lib下的类。
2. 扩展类加载器（Extension ClassLoader）： Java实现，可以在java里获取，负责加载/lib/ext下的类。
3. 系统类加载器/应用程序类加载器（Application ClassLoader）：是与我们接触最多的类加载器，我们写的代码默认就是由它来加载，ClassLoader.getSystemClassLoader返回的就是它。

双亲委派的实现

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
    throws ClassNotFoundException
    {
        // 同步上锁
        synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
            // 先查看这个类是不是已经加载过
            Class<?> c = findLoadedClass(name);
            if (c == null) {
                long t0 = System.nanoTime();
                try {
                    // 递归，双亲委派的实现，先获取父类加载器，不为空则交给父类加载器
                    if (parent != null) {
                        c = parent.loadClass(name, false);
                    // 前面提到，bootstrap classloader的类加载器为null，通过find方法来获得
                    } else {
                        c = findBootstrapClassOrNull(name);
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                }
                if (c == null) {
                    // 如果还是没有获得该类，调用findClass找到类
                    long t1 = System.nanoTime();
                    c = findClass(name);
                    // jvm统计
                    sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
                }
            }
            // 连接类
            if (resolve) {
                resolveClass(c);
            }
            return c;
        }
    }

破坏双亲委派

为什么需要破坏双亲委派？示例说明

因为在某些情况下父类加载器需要委托子类加载器去加载class文件。受到加载范围的限制，父类加载器无法加载到需要的文件，以Driver接口为例，由于Driver接口定义在jdk当中的，而其实现由各个数据库的服务商来提供，比如mysql的就写了MySQL Connector，那么问题就来了，DriverManager（也由jdk提供）要加载各个实现了Driver接口的实现类，然后进行管理，但是DriverManager由启动类加载器加载，只能记载JAVA_HOME的lib下文件，而其实现是由服务商提供的，由系统类加载器加载，这个时候就需要启动类加载器来委托子类来加载Driver实现，从而破坏了双亲委派，这里仅仅是举了破坏双亲委派的其中一个情况。

破坏双亲委派的实现

我们结合Driver来看一下在spi（Service Provider Inteface）中如何实现破坏双亲委派。

// 先从DriverManager开始看，平时我们通过DriverManager来获取数据库的Connection：
String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/testdb";
Connection conn = java.sql.DriverManager.getConnection(url, "root", "root"); 
// 在调用DriverManager的时候，会先初始化类，调用其中的静态块：
static {
    loadInitialDrivers();
    println("JDBC DriverManager initialized");
}
private static void loadInitialDrivers() {
    ...
        // 加载Driver的实现类
        AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() {
            public Void run() {
                ServiceLoader<Driver> loadedDrivers = ServiceLoader.load(Driver.class);
                Iterator<Driver> driversIterator = loadedDrivers.iterator();
                try{
                    while(driversIterator.hasNext()) {
                        driversIterator.next();
                    }
                } catch(Throwable t) {
                }
                return null;
            }
        });
    ...
}