如何理解JVM的双亲委派模型？请描述其工作原理并举例说明如何打破该机制

题目

如何理解JVM的双亲委派模型？请描述其工作原理并举例说明如何打破该机制

信息

• 类型：问答
• 难度：⭐⭐

考点

类加载机制,双亲委派模型,自定义类加载器

快速回答

双亲委派模型是JVM类加载的核心机制：

• 类加载请求优先委派给父加载器处理
• 避免重复加载，保证核心类库安全
• 破坏方式：重写loadClass()方法或使用线程上下文加载器

一、双亲委派模型原理

JVM类加载采用分层委托机制：

1. 当加载类时，子加载器首先委托父加载器尝试加载
2. 父加载器无法完成时，子加载器才自己加载
3. 加载器层级：Bootstrap → Extension → Application → Custom

// 类加载器委派逻辑伪代码
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) {
    synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
        // 1. 检查是否已加载
        Class<?> c = findLoadedClass(name);
        if (c == null) {
            try {
                // 2. 委托父加载器
                if (parent != null) {
                    c = parent.loadClass(name, false);
                } else {
                    c = findBootstrapClassOrNull(name);
                }
            } catch (ClassNotFoundException e) {}
            // 3. 父加载器失败后自行加载
            if (c == null) {
                c = findClass(name);
            }
        }
        return c;
    }
}

二、打破双亲委派的场景

方式1：重写loadClass()方法

public class CustomClassLoader extends ClassLoader {
    @Override
    protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) {
        // 自定义加载逻辑（跳过委派）
        if (name.startsWith("com.break.")) {
            return findClass(name);
        }
        return super.loadClass(name, resolve);
    }
}

方式2：线程上下文加载器（SPI机制）

// JDBC驱动加载示例
ServiceLoader<Driver> loadedDrivers = ServiceLoader.load(Driver.class);
// 底层使用Thread.currentThread().getContextClassLoader()

三、最佳实践与注意事项

• 安全建议：非必要不破坏双亲委派，避免核心类被篡改
• 应用场景：
  • 热部署（如Tomcat为每个Web应用单独加载类）
  • 加载不同版本依赖（OSGi模块化）
  • SPI服务发现（JDBC/JNDI）
• 常见错误：
  • 破坏后未正确处理类依赖导致LinkageError
  • 自定义加载器未正确设置父加载器
  • 内存泄漏：未及时清理加载的类

四、扩展知识

• 模块化系统：Java 9的Module Layer提供新的隔离机制
• 类卸载条件：加载器实例被回收 + 所有类实例被回收
• 沙箱安全：委派机制防止恶意代码冒充核心类（如java.lang.String）