双亲委派模型

好处

双亲委派模型是 Java 类加载器机制中的一种设计思想，它将类加载操作委派给父类加载器，只有在父类加载器无法加载某个类时才由子类加载器来加载。双亲委派模型的好处包括：

1. 隔离性：通过将类加载操作委派给父类加载器，每个类加载器都有自己的命名空间，可以确保不同类加载器加载的类彼此隔离，防止类之间的冲突和混淆。

2. 避免重复加载：双亲委派模型可以避免同一个类被多个类加载器重复加载。当一个类被加载后，它会被缓存到父类加载器的命名空间中，后续相同的类加载请求会直接返回缓存的类，避免了重复加载和内存浪费。

3. 安全性：通过双亲委派模型，Java 运行时环境可以确保核心类库的安全性和一致性。核心类库由启动类加载器加载，其他类都委托给父类加载器加载，从而确保了核心类库的完整性和安全性。

4. 减少类加载器冲突：双亲委派模型使得类加载器之间的关系变得清晰和有序，可以有效地避免类加载器冲突和类重复加载的问题。每个类加载器都有自己的父类加载器，通过委派机制保证了类加载的有序性和一致性。

有哪些框架用到了双亲委派模型

• Java 核心类库：Java 核心类库是由启动类加载器加载的，它们的加载遵循双亲委派模型。

• Servlet 容器：例如 Tomcat、Jetty 等 Servlet 容器通常会使用双亲委派模型加载 Web 应用程序中的类和资源。

• Spring 框架：Spring 框架是一个广泛使用的 Java 开发框架，它的核心模块和依赖库都会受到双亲委派模型的影响。

• Hibernate ORM：Hibernate 是一个流行的对象关系映射框架，它也会利用 Java 类加载器的双亲委派模型来加载实体类和持久化对象。

• Apache Commons 系列：Apache Commons 是一系列常用的 Java 工具库，例如 Apache Commons Lang、Apache Commons IO 等，它们也会使用到双亲委派模型。

• JUnit 测试框架：JUnit 是一个流行的 Java 单元测试框架，它的加载过程也会受到双亲委派模型的影响。

• Log4j 日志框架：Log4j 是一个常用的 Java 日志框架，它的加载过程也会遵循双亲委派模型。

如何打破双亲委派机制

双亲委派机制是一种 Java 类加载机制，它保证了 Java 类加载的一致性和安全性。在这种机制下，当一个类加载器收到类加载请求时，它会首先将请求委派给父类加载器进行加载，如果父类加载器无法完成加载任务，才会由当前类加载器进行加载。这个机制确保了 Java 核心类库（如 java.lang.Object）不会被重写或篡改。

虽然双亲委派机制有其重要性，但在某些特殊场景下，可能需要打破这种机制。例如，当需要加载不同版本的库时，或者进行插件化开发时，可能需要自定义类加载器来打破双亲委派机制。以下是几种打破双亲委派机制的方法：

1. 自定义类加载器

通过自定义类加载器，可以在 loadClass 方法中控制类的加载顺序，从而绕过双亲委派机制。

public class CustomClassLoader extends ClassLoader {
    
    @Override
    protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException {
        // 先尝试自己加载
        try {
            byte[] classData = getClassData(name);
            if (classData != null) {
                return defineClass(name, classData, 0, classData.length);
            }
        } catch (Exception e) {
            // Ignore and fallback to parent
        }
        
        // 如果加载失败，委派给父类加载器
        return super.loadClass(name, resolve);
    }

    private byte[] getClassData(String className) {
        // 从文件或其他来源获取类数据
        return null;  // 示例中返回 null
    }
}

2. 使用 Thread.getContextClassLoader()

在某些情况下，可以通过设置线程上下文类加载器来绕过双亲委派机制。线程上下文类加载器可以通过 Thread.setContextClassLoader() 来设置，并通过 Thread.getContextClassLoader() 来获取。

Thread.currentThread().setContextClassLoader(new CustomClassLoader());

3. 重写 findClass 方法

自定义类加载器时，可以重写 findClass 方法，而不是 loadClass 方法。这种方法通常在需要更细粒度控制类加载过程时使用。

public class CustomClassLoader extends ClassLoader {
    
    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        byte[] classData = getClassData(name);
        if (classData == null) {
            throw new ClassNotFoundException();
        }
        return defineClass(name, classData, 0, classData.length);
    }

    private byte[] getClassData(String className) {
        // 从文件或其他来源获取类数据
        return null;  // 示例中返回 null
    }
}

4. 使用 URLClassLoader

URLClassLoader 是一种现成的类加载器，允许从 URL 指定的路径加载类。在某些场景下，可以利用 URLClassLoader 来实现类加载的灵活性，打破双亲委派机制。

URL[] urls = {new URL("file:///path/to/classes/")};
URLClassLoader urlClassLoader = new URLClassLoader(urls, null);  // null 代表不使用父类加载器
Class<?> clazz = urlClassLoader.loadClass("com.example.MyClass");

注意事项

• 打破双亲委派机制可能会带来类加载的安全性和一致性问题，需要谨慎处理。
• 在使用自定义类加载器时，需要考虑类的重复加载、类冲突等问题。
• 尽量在插件系统、应用容器等需要隔离不同版本类库的场景下使用自定义类加载器。

通过以上方法，可以在必要时打破双亲委派机制，从而实现更灵活的类加载策略。