面試必問：什么是雙親委派模型？

作者：磊哥 2023-02-03 07:24:49

雙親委派模型是和 Java 中多個類加載器（啟動類加載器、擴展加載器、應用程序類加載器）的運行規(guī)則，通過這個（雙親委派模型）規(guī)則可以避免類的非安全問題和類被重復加載的問題，但它也遇到了一些問題，比如 JNDI 和 JDBC 不能通過這個規(guī)則進行加載，它需要通過打破雙親委派的模型的方式來加載。

雙親委派模型是 Java 類加載器的一種工作模式，通過這種工作模式，Java 虛擬機將類文件加載到內(nèi)存中，這樣就保證了 Java 程序能夠正常的運行起來。那么雙親委派模型究竟說的是啥呢？接下來我們一起來看。

1.類加載器

雙親委派模型針對的是 Java 虛擬機中三個類加載器的，這三個類加載器分別是：

啟動類加載器（Bootstrap ClassLoader）
擴展類加載器（Extension ClassLoader）
應用程序類加載器（Application ClassLoader）

如下圖所示：

這 3 個類加載器的作用如下。

1.1 啟動類加載器

啟動類加載器（Bootstrap ClassLoader）是由 C++ 實現(xiàn)的，它是用來加載 <JAVA_HOME>\jre\lib\rt.jar 和 resources.jar 等 jar 包的，如下圖所示：

接下來我們寫個代碼測試一下 rt 類加載器的打印：

public class ClassLoaderExample {
    public static void main(String[] args) {
        // rt 類下的 ClassLoader 打印
        System.out.println("rt classloader：" + String.class.getClassLoader());
    }
}

以上程序的執(zhí)行結果如下圖所示：

問題來了，為什么打印的不是“Bootstrap ClassLoader”而是 null 呢？這是因為啟動類加載器（Bootstrap ClassLoader）是由 C++ 實現(xiàn)的，而這個 C++ 實現(xiàn)的類加載器在 Java 中是沒有與之對應的類的，所以拿到的結果是 null。

1.2 擴展類加載器

擴展類加載器是用來加載 <JAVA_HOME>\jre\lib\ext 目錄下 jar 包的，如下圖所示：

接下來我們使用代碼來演示一下 ext 類加載器，示例代碼如下：

public class ClassLoaderExample {
    public static void main(String[] args) {
        // ext 類下 classloader 打印
        System.out.println("ext classloader：" +
                sun.net.spi.nameservice.dns.DNSNameService.class.getClassLoader());
    }
}

以上程序的執(zhí)行結果如下圖所示：

1.3 應用程序類加載器

應用程序類加載器是用來加載 classpath 也就是用戶的所有類的，接下來我們寫代碼測試一下應用程序類加載器的打印，實現(xiàn)代碼如下：

public class ClassLoaderExample {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("application classloader：" +
                ClassLoaderExample.class.getClassLoader());
    }
}

以上程序的執(zhí)行結果如下圖所示：

2.雙親委派模型

雙親委派模型的執(zhí)行流程是這樣的：

1、當加載一個類時，會先從應用程序類加載器的緩存里查找相應的類，如果能找到就返回對象，如果找不到就執(zhí)行下面流程；

2、在擴展加載器緩存中查找相應的類，如果能找到就返回對象，如果找不到就繼續(xù)下面流程；

3、在啟動類加載器中查詢相應的類，如果找到就返回對象，如果找不到就繼續(xù)下面流程；

4、在擴展加載器中查找并加載類，如果能找到就返回對象，并將對象加入到緩存中，如果找不到就繼續(xù)下面流程；

5、在應用程序類加載器中查找并加載類，如果能找到就返回對象，并將對象加入到緩存中，如果找不到就返回 ClassNotFound 異常。加載流程如下圖所示：

一般“雙親”指的是“父親”和“母親”，而在這里“雙親”指的是類加載類先向上找，再向下找的流程就叫做雙親委派模型。

3.優(yōu)缺點分析

3.1 優(yōu)點

雙親委派模型的優(yōu)點有兩個：1、安全。2、避免重復加載。

3.1.1 安全

在安全方面的表現(xiàn)時，當使用雙親委派模型時，用戶就不能偽造一些不安全的系統(tǒng)類了，比如 jre 里面已經(jīng)提供了 String 類在啟動類加載時加載，那么用戶自定義再自定義一個不安全的 String 類時，按照雙親委派模型就不會再加載用戶定義的那個不安全的 String 類了，這樣就可以避免非安全問題的發(fā)生了。

3.1.2 避免重復加載

使用雙親委派模型也可以避免一個類被重復加載，當一個類被加載之后，因為使用的雙親委派模型，這樣不會出現(xiàn)多個類加載器都將同一個類重復加載的情況了。

3.2 缺點

雙親委派模型的典型問題是加載 SPI 實現(xiàn)類的場景，比如 JNDI（Java Naming and Directory Interface，Java 命名與目錄接口）服務，它的代碼由啟動類加載器去加載(在 JDK 1.3 時放進 rt.jar)，但 JNDI 的目的就是對資源進行集中管理和查找，它需要調(diào)用獨立廠商實現(xiàn)部部署在應用程序的 classpath 下的 JNDI 接口提供者（SPI, Service Provider Interface）的代碼，但啟動類加載器不可能“認識”之些代碼，這就雙親委派模型的問題，JDBC 也是同樣的問題。

總結

責任編輯：武曉燕來源： Java面試真題解析

雙親委派模型