类与类加载器

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其在Java虚拟机中的唯一性，每一个类加载器，都拥有一个独立的类名称空间。

上面这句话的意思即：比较两个类是否“相等”，只有在这两个类是由同一个类加载器加载的前提下才有意义，否则，即使这两个类来源于同一个Class文件，被同一个虚拟机加载，只要加载它们的类加载器不同，那这两个类就必定不相等。

双亲委派模型

从Java虚拟机的角度来讲，只存在两种不同的类加载器：一种是启动类加载器（Bootstrap ClassLoader），这个类加载器使用C++语言实现，是虚拟机自身的一部分；另一种就是所有其他的类加载器，这些加载器都由Java语言实现，独立于虚拟机外部，并且全都继承自抽象类java.lang.ClassLoader。

以下是三种系统提供的主要的类加载器：

启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）：这个类加载器负责将存放在\lib目录中的，或者被-Xbootclasspath参数所指定的路径中的，并且是虚拟机识别的类库加载到虚拟机内存中。启动类加载器无法被Java程序直接引用。
扩展类加载器（Extension ClassLoader）：这个加载器它负责加载\lib\ext目录中的，或者被java.ext.dirs系统变量所指定的路径中的所有类库，开发者可以直接使用扩展类加载器。
应用程序类加载器（Application ClassLoader）：由于这个类加载器是ClassLoader中的getSystemClassLoader()方法的返回值，所以一般也称它为系统类加载器。它负责加载用户类路径（ClassPath）上所指定的类库，开发者可以直接使用这个类加载器。一般情况下这个就是应用程序中默认的类加载器。

下图展示的类加载器之间的这种层次关系，称为类加载器的双亲委派模型。

双亲委派模型要求除了顶层的启动类加载器之外，其余的类加载器都应当有自己的父类加载器，这里类加载器之间的父子关系一般不会以继承的关系来实现，而是都使用组合关系来复用父加载器的代码。

双亲委派模型并不是一个强制性的约束模型，而是Java设计者推荐给开发者的一种类加载器实现方式。

每个类加载都有一个父类加载器，通过下面的程序来验证。

public class ClassLoaderDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("ClassLodarDemo's ClassLoader is " + ClassLoaderDemo.class.getClassLoader());
        System.out.println("The Parent of ClassLodarDemo's ClassLoader is " + ClassLoaderDemo.class.getClassLoader().getParent());
        System.out.println("The GrandParent of ClassLodarDemo's ClassLoader is " + ClassLoaderDemo.class.getClassLoader().getParent().getParent());
    }
}

输出结果为：

1
2
3

ClassLodarDemo's ClassLoader is sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
The Parent of ClassLodarDemo's ClassLoader is sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1b6d3586
The GrandParent of ClassLodarDemo's ClassLoader is null

由结果可以看出AppClassLoader的父类加载器为ExtClassLoader，ExtClassLoader的类父加载器为null，但是null并不代表没有父类加载，而是BootstrapClassLoader。

双亲委派模型这里的双亲更多的表达的是“父母这一辈人而已，并不是说真的有一个Mother ClassLoader和一个Father ClassLoader”。

双亲委派模型的工作过程是：如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成，每一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类加载器中，只有当父类加载器反馈自己无法完成这个请求（它的搜索范围中没有找到所需的类）时，子加载器才会尝试自己去加载。

双亲委派模型的源码实现如下：

private final ClassLoader parent; 
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
        throws ClassNotFoundException
    {
        synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
            // 首先，检查请求的类是否已经被加载过
            Class<?> c = findLoadedClass(name);
            if (c == null) {
                long t0 = System.nanoTime();
                try {
                    if (parent != null) {//父加载器不为空，调用父加载器loadClass()方法处理
                        c = parent.loadClass(name, false);
                    } else {//父加载器为空，使用启动类加载器 BootstrapClassLoader 加载
                        c = findBootstrapClassOrNull(name);
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                   //抛出异常说明父类加载器无法完成加载请求
                }

                if (c == null) {
                    long t1 = System.nanoTime();
                    //自己尝试加载
                    c = findClass(name);

                    // this is the defining class loader; record the stats
                    sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
                }
            }
            if (resolve) {
                resolveClass(c);
            }
            return c;
        }
    }

这个过程为：先检查是否已经被加载过，若没有加载则调用父加载器的loadClass()方法，若父加载器为空，则默认使用启动类加载器作为父加载器。如果父加载器加载失败，抛出ClassNotFoundException异常后，再调用自己的findClass()方法去加载。

双亲委派模型的好处：Java类锁着它的类加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系，保证了Java程序的稳定运行，可以避免类的重复加载，同时也保证了Java的核心API不被篡改。

破坏双亲委派模型的三种方式：

我们可以自己定义一个类加载器，然后重载loadClass()即可。
Java设计团队引入的线程上下文类加载器（Thread Context ClassLoader）。这个类加载器可以通过java.lang.Thread类的setContextClassLoader()方法进行设置，如果创建线程时还未设置，它将会从父线程中继承一个，如果再应用程序的全部范围内都没有设置过的化，那这个类的加载器默认就是应用程序类加载器。
OSGi环境下的网状结构类加载过程。