【Code皮皮蝦】帶你盤點雙親委派機制【原理、優缺點】，以及如何打破它？

🌊前言

Code皮皮蝦 一個沙雕而又有趣的憨憨少年，和大多數小伙伴們一樣喜歡聽歌、游戲，當然除此之外還有寫作的興趣，emm…，日子還很長，讓我們一起加油努力叭🌈


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什么是雙親委派機制？

說到雙親委派機制，那么我們需要先了解Java中的類加載器！

🌊Java中的類加載器主要分為以下四類:

1. 啟動類加載器(BootStrap ClassLoader)， 主要負責加載jre/lib/rt.jar相關的位元組碼檔案的，

2. 擴展類加載器(Extension ClassLoader)， 主要負載加載 jre/lib/ext/*.jar 這些jar包的，

3. 應用程式類加載器(Application ClassLoader)， 主要負責加載用戶自定義的類以及classpath環境變數所配置的jar包的，

4. 自定義類加載器(UserClassLoader)， 負責加載程式員指定的特殊目錄下的位元組碼檔案的，大多數情況下，自定義類加載器只需要繼承ClassLoader這個抽象類，重寫findClass()和loadClass()兩個方法即可，

雙親委派機制原理

1. 如果一個類加載器收到了類加載請求，它并不會自己先去加載，而是把這個請求委托給父類的加載器去執行，
2. 如果父類的加載器還存在其父類加載器，則進一步向上委托，依次遞回請求最終達到頂層的啟動類加載器，
3. 如果父類加載器可以完成類加載任務，就成功回傳，倘若父類加載器無法完成此加載任務，子加載器才會嘗試自己去加載，這就是雙親委派機制，

優點

1. 避免類的重復加載
2. 保護程式安全，防止核心API被隨意篡改

缺點

• 在某些場景下雙親委派制過于局限，所以有時候必須打破雙親委派機制來達到目的，例如：SPI機制

打破雙親委派機制？

打破雙親委派機制？

小伙伴：我看這雙親委派機制挺好的啊，為什么要打破呢，

皮皮蝦：哈哈，那就直接上實體講解叭，😉

前提知識：執行緒背景關系類加載器

執行緒背景關系類加載器（context class loader）是從 JDK 1.2 開始引入的，Java.lang.Thread中的方法 getContextClassLoader()和 setContextClassLoader(ClassLoader cl)用來獲取和設定執行緒的背景關系類加載器，如果沒有通過 setContextClassLoader(ClassLoader cl)方法進行設定的話，執行緒將繼承其父執行緒的背景關系類加載器，

Java 應用運行的初始執行緒的背景關系類加載器是應用類加載器，在執行緒中運行的代碼可以通過此類加載器來加載類和資源，

執行緒背景關系類加載器從根本解決了一般應用不能違背 雙親委派模式 的問題，使得java類加載體系顯得更靈活，上面所提到的問題正是執行緒背景關系類加載器的拿手好菜，如果不做任何的設定，Java應用的執行緒背景關系類加載器默認就是系統類加載器，因此，在 SPI 介面的代碼中使用執行緒背景關系類加載器，就可以成功的加載到 SPI 實作的類，

雙親委派出現之前

由于雙親委派模型是在JDK1.2之后才被引入的，而在這之前已經有用戶自定義類加載器在用了，所以，這些是沒有遵守雙親委派原則的，

自定義類加載器加載一個類需要：繼承ClassLoader，重寫findClass，如果不想打破雙親委派模型，那么只需要重寫findClass；如果想打破雙親委派模型，那么就重寫整個loadClass方法，設定自己的類加載邏輯

JDBC打破雙親委派機制

使用SPI機制創建資料庫鏈接

前提是，只要mysql的jar包在類路徑中，

Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/mysql", "root", "0000");

代碼執行之前，DriverManager會先被類加載器加載，因為java.sql.DriverManager類是位于rt.jar下面的 ，所以他會被啟動類加載器加載，

類加載時，會執行該類的靜態方法，其中有一段關鍵的代碼是：

ServiceLoader<Driver> loadedDrivers = ServiceLoader.load(Driver.class);

這段代碼，會嘗試加載classpath下面的所有實作了Driver介面的實作類，

那么，問題就來了，

DriverManager是被啟動類加載器加載的，那么在加載時遇到以上代碼，會嘗試加載所有Driver的實作類，但是這些實作類基本都是第三方提供的，第三方的類不能被啟動類加載器加載，

那么，怎么解決這個問題呢？

于是，就在JDBC中通過引入ThreadContextClassLoader（執行緒背景關系加載器，默認情況下是AppClassLoader）的方式來使用應用程式類加載器 破壞了雙親委派原則，

我們深入到ServiceLoader.load方法就可以看到：

public static <S> ServiceLoader<S> load(Class<S> service) {
    //獲取執行緒背景關系類加載器
    ClassLoader cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
    return ServiceLoader.load(service, cl);
}

Tomcat

Tomcat是web容器，那么一個web容器可能需要部署多個應用程式，

不同的應用程式可能會依賴同一個第三方類別庫的不同版本，但是不同版本的類別庫中某一個類的全路徑名可能是一樣的，

如果采用默認的雙親委派類加載機制，那么是無法加載多個相同的類，

所以，Tomcat破壞雙親委派原則，提供隔離的機制，為每個web容器單獨提供一個WebAppClassLoader加載器，

Tomcat的類加載機制：為了實作隔離性，優先加載 Web 應用自己定義的類，所以沒有遵照雙親委派的約定，每一個應用自己的類加載器——WebAppClassLoader負責加載本身的目錄下的class檔案，加載不到時再交給CommonClassLoader加載，這和雙親委派剛好相反，

前面3個類加載和默認的一致，CommonClassLoader、CatalinaClassLoader、SharedClassLoader和WebappClassLoader則是Tomcat自己定義的類加載器，它們分別加載/common/、/server/、/shared/*（在tomcat 6之后已經合并到根目錄下的lib目錄下）和/WebApp/WEB-INF/*中的Java類別庫，

其中WebApp類加載器和Jsp類加載器通常會存在多個實體，每一個Web應用程式對應一個WebApp類加載器，每一個JSP檔案對應一個Jsp類加載器，

如何打破雙親委派機制？

1.自定義類加載器

自定義類加載器加載一個類需要：繼承ClassLoader，重寫findClass，如果不想打破雙親委派模型，那么只需要重寫findClass；如果想打破雙親委派模型，那么就重寫整個loadClass方法，設定自己的類加載邏輯

想要打破即重寫的時候讓自己去加載不讓父加載器去加載

2. 使用執行緒背景關系類加載器

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        ClassLoader contextClassLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
    }

}

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