android classloader雙親委託模式

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概述

ClassLoader的雙親委託模式：classloader 按層級分為三個層級：最上級 ： bootstrap classLoader（根類載入器） ； 中間級：extension classLoader （擴充類載入器） 最低級 app classLoader（應用類載入器）。

根（Bootstrap）類載入器：該載入器沒有父載入器。它負責載入虛擬機器的核心類庫，如java.lang.*等。例如java.lang.Object就是由根類載入器載入的。根類載入器從系統屬性sun.boot.class.path所指定的目錄中載入類庫。根類載入器的實現依賴於底層作業系統，屬於虛擬機器的實現的一部分，它並沒有繼承java.lang.ClassLoader類。

擴充（Extension）類載入器：它的父載入器為根類載入器。它從java.ext.dirs系統屬性所指定的目錄中載入類庫，或者從JDK的安裝目錄的jre/lib/ext子目錄（擴充目錄）下載入類庫，如果把使用者建立的JAR檔案放在這個目錄下，也會自動由擴充類載入器載入。擴充類載入器是純Java類，是java.lang.ClassLoader類的子類。

系統（System）類載入器：也稱為應用類載入器，它的父載入器為擴充類載入器。它從環境變數classpath或者系統屬性java.class.path所指定的目錄中載入類，它是使用者自訂的類載入器的預設父載入器。系統類別載入器是純Java類，是java.lang.ClassLoader類的子類。
父子載入器並非繼承關係，也就是說子載入器不一定是繼承了父載入器。

對於Java來說，java 虛擬機器要將被用到的java類檔案通過classLoader 載入到JVM記憶體中，而這個classloader就是bootstrap classloader。而對於APP而言，首先請求app 級來載入，繼而請求extension classLoader，最後啟動bootstrap classLoader 。

自訂ClassLoader

public class MyClassLoader extends ClassLoader {    //類載入器名稱    private String name;    //載入類的路徑    private String path = "D:/";    private final String fileType = ".class";    public MyClassLoader(String name){        //讓系統類別載入器成為該 類載入器的父載入器        super();        this.name = name;    }    public MyClassLoader(ClassLoader parent, String name){        //顯示指定該類載入器的父載入器        super(parent);        this.name = name;    }    public String getPath() {        return path;    }    public void setPath(String path) {        this.path = path;    }    @Override    public String toString() {        return this.name;    }    private byte[] loaderClassData(String name){        InputStream is = null;        byte[] data = null;        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();        this.name = this.name.replace(".", "/");        try {            is = new FileInputStream(new File(path + name + fileType));            int c = 0;            while(-1 != (c = is.read())){                baos.write(c);            }            data = baos.toByteArray();        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();        } finally{            try {                is.close();                baos.close();            } catch (IOException e) {                e.printStackTrace();            }        }        return data;    }    @Override    public Class<?> findClass(String name){        byte[] data = loaderClassData(name);        return this.defineClass(name, data, 0, data.length);    }    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException {        //loader1的父載入器為系統類別載入器        MyClassLoader loader1 = new MyClassLoader("loader1");        loader1.setPath("D:/lib1/");        //loader2的父載入器為loader1        MyClassLoader loader2 = new MyClassLoader(loader1, "loader2");        loader2.setPath("D:/lib2/");        //loader3的父載入器為根類載入器        MyClassLoader loader3 = new MyClassLoader(null, "loader3");        loader3.setPath("D:/lib3/");        Class clazz = loader2.loadClass("Sample");        Object object = clazz.newInstance();    }}public class Sample {    public Sample(){        System.out.println("Sample is loaded by " + this.getClass().getClassLoader());        new A();    }}public class A {    public A(){        System.out.println("A is loaded by " + this.getClass().getClassLoader());    }}

每一個自訂ClassLoader都必須繼承ClassLoader這個抽象類別，而每個ClassLoader都會有一個parent ClassLoader，我們可以看一下ClassLoader這個抽象類別中有一個getParent()方法，這個方法用來返回當前 ClassLoader的parent，注意，這個parent不是指的被繼承的類，而是在執行個體化該ClassLoader時指定的一個 ClassLoader，如果這個parent為null，那麼就預設該ClassLoader的parent是bootstrap classloade。

上面講解了一下ClassLoader的作用以及一個最基本的載入流程，接下來我們說說ClassLoader使用了雙親委託模式進行類載入。

ClassLoader雙親委託模式

通俗的講，就是某個特定的類載入器在接到載入類的請求時，首先將載入任務委託給父類載入器，依次遞迴，如果父類載入器可以完成類載入任務，就成功返回；只有父類載入器無法完成此載入任務時，才自己去載入。

為了更好的理解雙親委託模式，我們先自訂一個ClassLoader，假設我們使用這個自訂的ClassLoader載入 java.lang.String，那麼這裡String是否會被這個ClassLoader載入呢？

事實上java.lang.String這個類並不會被我們自訂的classloader載入，而是由bootstrap classloader進行載入，為什麼會這樣？實際上這就是雙親委託模式的原因，因為在任何一個自訂ClassLoader載入一個類之前，它都會先 委託它的父親ClassLoader進行載入，只有當父親ClassLoader無法載入成功後，才會由自己載入。而在上面的例子中，因為 java.lang.String是屬於java核心API的一個類，所以當使用自訂的classloader載入它的時候，該 ClassLoader會先委託它的父親ClassLoader進行載入（bootstrap classloader），所以並不會被我們自訂的ClassLoader載入。

我們來看一下ClassLoader的一段源碼：

protected synchronized Class loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException{           // 首先檢查該name指定的class是否有被載入           Class c = findLoadedClass(name);           if (c == null) {               try {                   if (parent != null) {                       //如果parent不為null，則調用parent的loadClass進行載入                       c = parent.loadClass(name, false);                   }else{                       //parent為null，則調用BootstrapClassLoader進行載入                       c = findBootstrapClass0(name);                   }               }catch(ClassNotFoundException e) {                   //如果仍然無法載入成功，則調用自身的findClass進行載入                               c = findClass(name);               }           }           if (resolve) {               resolveClass(c);           }           return c;      }

使用雙親委託模式優點

那麼我們使用雙親委託模式有什麼好處呢？

1. 因為這樣可以避免重複載入，當父親已經載入了該類的時候，就沒有必要子ClassLoader再載入一次。
2. 考慮到安全因素，我們試想一下，如果不使用這種委託模式，那我們就可以隨時使用自訂的String來動態替代java核心api中定義類型，這樣會存在非常大的安全隱患，而雙親委託的方式，就可以避免這種情況，因為String已經在啟動時被載入，所以使用者自訂類是無法載入一個自訂的ClassLoader。

附：Android ClassLoader簡介

android classloader雙親委託模式