(15)《类加载器》

核心原则：类加载器像“快递员”，双亲委派是“先问上级有没有，没得才自己取”——避免重复派送，保证安全。

1. 概述：类加载器层级

（从上到下，父类加载器 → 子类加载器）

• Bootstrap ClassLoader（根加载器，C++实现）：
  • 加载路径：JAVA_HOME/jre/lib（核心JDK类，如 rt.jar）。
  • 特点：无法在Java中直接访问（JVM内置）。
• ExtClassLoader（扩展加载器）：
  • 加载路径：JAVA_HOME/jre/lib/ext（JDK扩展类）。
  • 父类：Bootstrap（显示为 null，因无父级）。
• AppClassLoader（应用加载器，系统默认）：
  • 加载路径：classpath（项目代码、依赖Jar）。
  • 父类：ExtClassLoader。
• 自定义类加载器：
  • 加载路径：自定义（如网络、数据库、特定目录）。
  • 父类：AppClassLoader。

💡 通俗比喻：
Bootstrap 是“邮局总部”，Ext 是“区域分站”，App 是“本地快递员”。自定义类加载器是“私人快递员”，必须先问总部/分站有没有包裹（类），没得才自己取。

2. 双亲委派机制

核心过程（loadClass 方法逻辑）：

1. 先查自身是否加载过 → 2. 递归问父类加载器 → 3. 直到 Bootstrap → 4. 若全没加载，调用 findClass() 加载。

为什么用双亲委派？（重点！）

• 避免类重复加载：
  JVM 用 类加载器 + 类名 区分类。
  → 例：ClassLoader A 和 ClassLoader B 都加载 com.example.User → JVM 视为 两个不同类！
  → 后果：ClassCastException（类型转换异常）。
• 安全保证：
  核心类（如 java.lang.String）由 Bootstrap 加载，防止被恶意覆盖（如 String 被改写）。

能否打破双亲委派？

• 可以，但需谨慎（常见于框架/特殊场景）。
• 为什么打破？
  某些类（如 JDBC 驱动）需由 应用类加载器 加载，但接口由 Bootstrap 加载 → 无法直接加载实现类。

💡 通俗解释：
双亲委派 = “先问总部有没有，没得才自己去取”。
打破 = “总部说‘我不会取，你（线程上下文）去取’”。

3. 线程上下文类加载器（JDBC 例子）

问题：

• DriverManager 由 Bootstrap 加载（核心类），但 MySQL 驱动在 classpath（不在 jre/lib），Bootstrap 无法加载。

解决方案（ServiceLoader 机制）：

1. DriverManager 静态块中调用 ServiceLoader.load(Driver.class)。

2. ServiceLoader 主动使用线程上下文类加载器：

   ClassLoader cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
   cl.loadClass("com.mysql.jdbc.Driver"); // 用 AppClassLoader 加载
   

3. 为什么能这样？

   • JDK 接口（如 java.sql.Driver）由 Bootstrap 加载 → 但实现类（如 MySQL 驱动）在第三方 Jar → Bootstrap 无法加载。
   • 线程上下文类加载器（默认是 AppClassLoader）能访问 classpath，所以反向委派加载。

💡 通俗比喻：
Bootstrap 说：“接口我管，但实现类你（线程）自己去取！” → 线程用自己带的“钥匙”（AppClassLoader）打开第三方仓库。

4. 自定义类加载器

何时需要？

1. 加载非 classpath 的类（如从网络/数据库动态加载）。
2. 解耦设计（通过接口调用实现，框架常用）。
3. 类隔离（Tomcat 为每个 Web 应用用独立类加载器 → 同名类不冲突）。

正确实现步骤（避免破坏双亲委派）：

public class CustomClassLoader extends ClassLoader {
    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) { // ✅ 重点：必须重写 findClass，不是 loadClass
        byte[] classBytes = loadClassBytes(name); // 从自定义路径读取字节码
        return defineClass(name, classBytes, 0, classBytes.length); // 交给父类加载
    }
}

关键点：

• ❌ 错误：重写 loadClass() → 破坏双亲委派（JVM 会直接调用 findClass，不再递归上级）。
• ✅ 正确：重写 findClass() → 保证先走双亲委派，最后才自己加载。

💡 一句话总结：
“继承 ClassLoader → 重写 findClass() → 读字节码 → 调用 defineClass() → 用 loadClass() 加载类”。

最后提醒：

• 双亲委派是 JVM 安全基石 → 除非必要（如 SPI），否则别打破。
• 自定义类加载器 = “定制快递员”，必须遵守“先问上级”规则！