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Java类加载器与双亲委派模型深度解析

news 来源：原创 2025/6/16 9:35:02

一、类加载器核心概念

类加载器是JVM的核心组件，负责通过类的权限定名获取该类的二进制字节流。它在Java虚拟机外部实现，让应用程序能自行决定获取类数据的方式。

二、四种类加载器详解

加载器类型	加载路径	特点	获取方式
启动类加载器	JAVA_HOME/lib目录	加载核心类库（如rt.jar）	由C++实现，Java无法直接引用
扩展类加载器	JAVA_HOME/lib/ext目录	加载Java扩展库	ExtensionClassLoader实例
系统类加载器	CLASSPATH环境变量	加载应用级类库	ClassLoader.getSystemClassLoader()
自定义类加载器	开发者指定路径	实现特殊加载需求	继承java.lang.ClassLoader

三、双亲委派模型机制图解

工作流程：

委派阶段
当类加载请求发生时，子加载器不会立即加载：
- 系统加载器先将请求委派给扩展加载器
- 扩展加载器继续委派给启动加载器
检查阶段
- 启动加载器检查能否加载（核心库）
- 扩展加载器检查能否加载（扩展库）
- 系统加载器检查能否加载（应用类路径）
反馈阶段
若父加载器无法加载：
- 启动加载器 → 通知扩展加载器
- 扩展加载器 → 通知系统加载器
- 系统加载器 → 通知自定义加载器
加载阶段
最终由能够加载的最底层加载器完成类加载

四、双亲委派模型三大优势

安全性保障
防止核心API被篡改（如自定义java.lang.String类会被启动加载器优先加载）
避免重复加载
确保类在JVM中的唯一性，当父加载器已加载时，子加载器不会重复加载

资源高效利用
减少不必要的类加载操作，优化内存使用：

// 验证类加载器示例
public class LoaderDemo {public static void main(String[] args) {System.out.println(String.class.getClassLoader()); // null（启动加载器）System.out.println(LoaderDemo.class.getClassLoader()); // sun.misc.Launcher$AppClassLoader@xxxxxx（系统加载器）}
}

五、打破双亲委派的场景

虽然双亲委派是默认机制，但在特定场景需要打破：

热部署：OSGi框架实现模块热替换
SPI机制：JDBC驱动加载（使用线程上下文加载器）
容器隔离：Tomcat为每个Web应用单独设置加载器

// 自定义类加载器示例
public class CustomClassLoader extends ClassLoader {@Overrideprotected Class<?> findClass(String name) {// 1. 从指定位置读取字节码// 2. 调用defineClass()方法生成Class对象return super.findClass(name);}
}