1 写在前面

为了更好的理解双亲委派机制，需要先了解类加载与类加载器相关知识。

2 什么是双亲委派机制

某个特定的类加载器在接到加载类的请求时，首先将加载任务委托给父类加载器，依次递归，如果父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回；只有父类加载器无法完成此加载任务时，子加载器才会尝试自己去加载。

总结就是

如果一个类加载器收到了类加载请求，它并不会自己先去加载，而是把这个请求委托给父类的加载器去执行；
如果父类加载器还存在其父类加载器，则进一步向上委托，依次递归，请求最终将到达顶层的启动类加载器；
如果父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回，倘若父类加载器无法完成此加载任务，子加载器才会尝试自己去加载，这就是双亲委派模式

3 类加载器介绍

Bootstrap 类加载器是用 C++ 实现的，是虚拟机自身的一部分，主要负责加载核心的类库。如果获取它的对象，将会返回 null；
扩展类加载器和应用类加载器是独立于虚拟机外部，为 Java 语言实现的，均继承自抽象类 java.lang.ClassLoader ，开发者可直接使用这两个类加载器。
Application 类加载器对象可以由ClassLoader.getSystemClassLoader()方法的返回，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，如果应用程序中没有自定义过自己的类加载器，一般情况下这个就是程序中默认的类加载器。
用户自定义类加载器（Custom ClassLoader）：可加载指定路径下的class文件。

4 双亲委派机制工作流程

当Application ClassLoader 收到一个类加载请求时，他首先不会自己去尝试加载这个类，而是将这个请求委派给父类加载器Extension ClassLoader去完成。
当Extension ClassLoader收到一个类加载请求时，他首先也不会自己去尝试加载这个类，而是将请求委派给父类加载器Bootstrap ClassLoader去完成。
如果Bootstrap ClassLoader加载失败(在<JAVA_HOME>\lib中未找到所需类)，就会让Extension ClassLoader尝试加载。
如果Extension ClassLoader也加载失败，就会使用Application ClassLoader加载。
如果Application ClassLoader也加载失败，就会使用自定义加载器去尝试加载。
如果均加载失败，就会抛出ClassNotFoundException异常。

例子：
　　当一个Hello.class这样的文件要被加载时。不考虑我们自定义类加载器，首先会在AppClassLoader中检查是否加载过，如果有那就无需再加载了。如果没有，那么会拿到父加载器，然后调用父加载器的loadClass方法。父类中同理会先检查自己是否已经加载过，如果没有再往上。注意这个过程，直到到达Bootstrap classLoader之前，都是没有哪个加载器自己选择加载的。如果父加载器无法加载，会下沉到子加载器去加载，一直到最底层，如果没有任何加载器能加载，就会抛出ClassNotFoundException。

5 双亲委派机制作用

避免类的重复加载。当父类加载器加载了该类时，子类加载器就不会再加载一次。
防止java核心API被随意替换。

假设通过网络传递一个名为java.lang.Integer的类，通过双亲委托模式传递到启动类加载器，而启动类加载器在核心Java API发现这个名字的类，发现该类已被加载，并不会重新加载网络传递的过来的java.lang.Integer，而直接返回已加载过的Integer.class，这样便可以防止核心API库被随意篡改。可能你会想，如果我们在classpath路径下自定义一个名为java.lang.SingleInterge类(该类是胡编的)呢？该类并不存在java.lang中，经过双亲委托模式，传递到启动类加载器中，由于父类加载器路径下并没有该类，所以不会加载，将反向委托给子类加载器加载，最终会通过系统类加载器加载该类。但是这样做是不允许，因为java.lang是核心API包，需要访问权限，强制加载将会报出如下异常java.lang.SecurityException: Prohibited package name: java.lang

6 双亲委派机制的实现

双亲委派的实现其实并不复杂，其实就是一个递归，我们一起来看一下ClassLoader里的代码：

    // 代码摘自《深入理解Java虚拟机》protected synchronized Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException {// 首先，检查请求的类是否已经被加载过了Class c = findLoadedClass(name);if (c == null) {try {if (parent != null) {c = parent.loadClass(name, false);} else {c = findBootstrapClassOrNull(name);}} catch (ClassNotFoundException e) {// 如果父类加载器抛出ClassNotFoundException// 说明父类加载器无法完成加载请求}if (c == null) {// 在父类加载器无法加载的时候// 再调用本身的findClass方法来进行类加载c = findClass(name);}}if (resolve) {resolveClass(c);}return c;}

6 破坏双亲委派模型-线程上下文类加载器

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。

附：面试题：能不能自己写个类叫java.lang.System？

答案：可以。

我们需要System去打印信息，所以这里换成Math类。

package java.lang;/*** 自定义的一个Math类*/
public class Math {public Math() {System.out.println("Math class init");}
}

在Test类中创建一个实例，调用我们自定义的方式时，会报错Error:(36, 21) java: Math()可以在java.lang.Math中访问private

由于双亲委派机制的存在，我们自定义的String类并不会被加载，所以自然也找不到我们定义的方法。我们这里定义的构造函数是公有的，而原生库中是私有的，所以是非法访问。

如果我们不使用java库中已存在的类名，新起一个名字：MyString，不就可以避开双亲委派吗？

package java.lang;/*** 自定义的java.lang.MyString*/
public class MyMath {public MyMath() {System.out.println("MyString Class init");}
}

测试类中实例化对象，出现异常

Exception in thread "main" java.lang.SecurityException: Prohibited package name: java.langat java.lang.ClassLoader.preDefineClass(ClassLoader.java:662)at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:761)at java.security.SecureClassLoader.defineClass(SecureClassLoader.java:142)...

查看ClassLoader类中源码中发现，官方不允许我们使用类名以java.开头，所以这种方式行不通。

    private ProtectionDomain preDefineClass(String name,ProtectionDomain pd){if (!checkName(name))throw new NoClassDefFoundError("IllegalName: " + name);// Note:  Checking logic in java.lang.invoke.MemberName.checkForTypeAlias// relies on the fact that spoofing is impossible if a class has a name// of the form "java.*"if ((name != null) && name.startsWith("java.")) {throw new SecurityException("Prohibited package name: " +name.substring(0, name.lastIndexOf('.')));}...}

但是我们可以通过 -Xbootclasspath 参数来指定 Bootstrap加载目录。

参数	效果
-Xbootclasspath:	完全取代核心的Java class 搜索路径。不常用，否则要重新写所有Java 核心class
-Xbootclasspath/p:	前缀在核心class搜索路径前面。也就是优先搜索参数指定路径。不常用，避免引起不必要的冲突.
-Xbootclasspath/a:	后缀在核心class搜索路径后面。也就是其他路径都搜完了，再搜索参数指定路径。常用。

语法：
(分隔符与classpath参数类似，unix使用:号,windows使用;号，这里以unix为例)
java -Xbootclasspath/a:/usrhome/thirdlib.jar: -jar yourJarExe.jar

先把系统的Math类代码复制到我们自己写的Math类中（确保不会因缺少方法报错），再把当前项目打成jar包，最后执行命令java -Xbootclasspath/a:/xxxpath/xxx.jar -verbose > math.txt。查看math.txt文件。

这样，我们确实可以自己编写以"java."开头的代码，但必须交由Bootstrap ClassLoader加载。

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