在介绍双亲委派模型之前先说下类加载器。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一同确立在 JVM 中的唯一性,每一个类加载器,都有一个独立的类名称空间。
类加载器就是根据指定全限定名称将 class 文件加载到 JVM 内存,然后再转化为 class 对象。

类加载器分类

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如上图所示,Java 自带的三种类加载器分别是:BootStrap 启动类加载器、扩展类加载器和应用加载器(也叫系统加载器)。图右边的桔黄色文字表示各类加载器对应的加载目录。启动类加载器加载 java home 中 lib 目录下的类,扩展加载器负责加载 ext 目录下的类,应用加载器加载 classpath 指定目录下的类。除此之外,可以自定义类加载器。

双亲委派模型工作过程


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Java 的类加载使用双亲委派模式,即一个类加载器在加载类时,先把这个请求委托给自己的父类加载器去执行,如果父类加载器还存在父类加载器,就继续向上委托,直到顶层的启动类加载器,如上图中蓝色向上的箭头。如果父类加载器能够完成类加载,就成功返回,如果父类加载器无法完成加载,那么子加载器才会尝试自己去加载。如图中的桔黄色向下的箭头。

当当前类加载器和所有父类加载器都无法加载该类时,抛出ClassNotFindException异常。

这种双亲委派模式的好处,可以避免类的重复加载,另外也避免了 Java 的核心 API 被篡改。

为什么需要双亲委派模型呢

使用双亲委托机制的好处是:能够有效确保一个类的全局唯一性,当程序中出现多个限定名相同的类时,类加载器在执行加载时,始终只会加载其中的某一个类。

提高系统的安全性。用户自定义的类加载器不可能加载应该由父加载器加载的可靠类。(比如用户定义了一个恶意代码,自定义的类加载器首先让系统加载器去加载,系统加载器检查该代码不符合规范,于是就不继续加载了)


假设没有双亲委派模型,试想一个场景:

黑客自定义一个java.lang.String类,该String类具有系统的String类一样的功能,只是在某个函数稍作修改。比如equals函数,这个函数经常使用,如果在这这个函数中,黑客加入一些“病毒代码”。并且通过自定义类加载器加入到JVM中。此时,如果没有双亲委派模型,那么JVM就可能误以为黑客自定义的java.lang.String类是系统的String类,导致“病毒代码”被执行。

而有了双亲委派模型,黑客自定义的java.lang.String类永远都不会被加载进内存。因为首先是最顶端的类加载器加载系统的java.lang.String类,最终自定义的类加载器无法加载java.lang.String类。

或许你会想,我在自定义的类加载器里面强制加载自定义的java.lang.String类,不去通过调用父加载器不就好了吗?确实,这样是可行。但是,在JVM中,判断一个对象是否是某个类型时,如果该对象的实际类型与待比较的类型的类加载器不同,那么会返回false。


如果你重写一个Object父类,会不会被加载呢?

答案是不会被加载,因为在虚拟机里面默认遵循双亲委派模型.
如果我要去写一个类加载器,它在加载Object的时候,它会去向上面的加载器去询问,询问它的父加载器,这个Object类已经被加载了,这个时候,父加载器也会一级一级的去问它自己的父类,这个Object是否被加载了,最后这个Object一定是由顶层的加载器加载的(Boostrap加载器加载的).

一般来说,我写的自定义加载器都会先问上面的父加载器是不是被加载了,如果上面已经加载了,那么我就不去加载了,如果上面都不加载,那么我写的自定义加载器才会去加载.

自定义加载器的父类是Application加载器,Application加载器的父类是Extension加载器, Extension加载器的父类是Bootstrap加载器.

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类随着它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,它存放在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顶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称为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一片混乱。

命名空间


命名空间概念:

每个类加载器都有自己的命名空间,命名空间由该加载器及所有父加载器所加载的类组成。和我们Java中的Package的概念是一样的,和XML中的namespace的概念类似。

特别注意:

在同一个命名空间中,不会出现类的完整名字(包括类的包名)相同的两个类。

在不同的命名空间中,有可能会出现类的完整名字(包括类的包名)相同的两个类。
由子加载器加载的类能看见父加载器的类,由父亲加载器加载的类不能看见子加载器加载的类


我们已经知道每个类只能被加载一次,其实这样说是不够准确的,怎样才算是准确的呢?那就涉及到命名空间的概念了!只有在相同的命名空间中,每个类才只能被加载一次,反过来说就是一个类在不同的命名空间中是可以被加载多次的,而被加载多次的Class对象是互相独立的!


参考:
https://www.yuque.com/docs/share/5058caa0-7132-44d8-8d63-76a9630ec801?#

打破双亲委派模型

Tomcat为什么要打破双亲委派机制

首先tomcat是一个web容器,主要是需要解决以下问题

一个web容器可能要部署两个或多个应用程序,不同的应用程序之间可能会依赖同一个第三方类库的不同版本,因此要保证每个应用程序的类库都是独立的、相互隔离的
部署在同一个web容器中的相同类库的相同版本可以共享,否则,会有重复的类库被加载进JVM中
web容器也有自己的类库,不能和应用程序的类库混淆,需要相互隔离
web容器支持jssp文件修改后不用重启,jsp文件也要编译成.class文件的,支持HotSwap功能

Tomcat使用Java默认加载器的问题

默认的类加载器无法加载两个相同类库的不同版本,它只在乎类的全限定类名,并且只有一份,所以无法解决上面的问题1和问题3,也就是相关隔离的问题。

同时在修改jsp文件后,因为类名一样,默认的类加载器不会重新加载,而是使用方法区中已经存在的类,所以需要每个jsp对应一个唯一的类加载器,当修改jsp的时候,直接卸载唯一的类加载器,然后重新创建类加载器,并加载jsp文件。

我们思考一下:Tomcat是个web容器, 那么它要解决什么问题:
1. 一个web容器可能需要部署两个应用程序,不同的应用程序可能会依赖同一个第三方类库的不同版本,不能要求同一个类库在同一个服务器只有一份,因此要保证每个应用程序的类库都是独立的,保证相互隔离。
2. 部署在同一个web容器中相同的类库相同的版本可以共享。否则,如果服务器有10个应用程序,那么要有10份相同的类库加载进虚拟机,这是扯淡的。
3. web容器也有自己依赖的类库,不能于应用程序的类库混淆。基于安全考虑,应该让容器的类库和程序的类库隔离开来。
4. web容器要支持jsp的修改,我们知道,jsp 文件最终也是要编译成class文件才能在虚拟机中运行,但程序运行后修改jsp已经是司空见惯的事情,否则要你何用? 所以,web容器需要支持 jsp 修改后不用重启。

再看看我们的问题:Tomcat 如果使用默认的类加载机制行不行?
答案是不行的。为什么?我们看,第一个问题,如果使用默认的类加载器机制,那么是无法加载两个相同类库的不同版本的,默认的累加器是不管你是什么版本的,只在乎你的全限定类名,并且只有一份。第二个问题,默认的类加载器是能够实现的,因为他的职责就是保证唯一性。第三个问题和第一个问题一样。我们再看第四个问题,我们想我们要怎么实现jsp文件的热修改(楼主起的名字),jsp 文件其实也就是class文件,那么如果修改了,但类名还是一样,类加载器会直接取方法区中已经存在的,修改后的jsp是不会重新加载的。那么怎么办呢?我们可以直接卸载掉这jsp文件的类加载器,所以你应该想到了,每个jsp文件对应一个唯一的类加载器,当一个jsp文件修改了,就直接卸载这个jsp类加载器。重新创建类加载器,重新加载jsp文件。
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](https://blog.csdn.net/qq_38182963/article/details/78660779)