JVM优化：双亲委派模型

一、什么是双亲委派

双亲委派模型工作过程是：如果一个类加载器收到类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个 请求委派给父类加载器完成。每个类加载器都是如此，只有当父加载器在自己的搜索范围内找不到指定的类时 （即 ClassNotFoundException ），子加载器才会尝试自己去加载。

二、为什么需要双亲委派模型？

为什么需要双亲委派模型呢？假设没有双亲委派模型，试想一个场景：

黑客自定义一个 java.lang.String 类，该 String 类具有系统的 String 类一样的功能，只是在某个函数 稍作修改。比如 equals 函数，这个函数经常使用，如果在这这个函数中，黑客加入一些“病毒代码”。并且 通过自定义类加载器加入到 JVM 中。此时，如果没有双亲委派模型，那么 JVM 就可能误以为黑客自定义的 java.lang.String 类是系统的 String 类，导致“病毒代码”被执行。

而有了双亲委派模型，黑客自定义的 java.lang.String 类永远都不会被加载进内存。因为首先是最顶端的类加 载器加载系统的 java.lang.String 类，最终自定义的类加载器无法加载 java.lang.String 类。

或许你会想，我在自定义的类加载器里面强制加载自定义的 java.lang.String 类，不去通过调用父加载器不就 好了吗?确实，这样是可行。但是，在 JVM 中，判断一个对象是否是某个类型时，如果该对象的实际类型与待比较 的类型的类加载器不同，那么会返回false。

举个栗子：

ClassLoader1 、 ClassLoader2 都加载 java.lang.String 类，对应Class1、Class2对象。那么 Class1 对象不属于 ClassLoad2 对象加载的 java.lang.String 类型。

三、如何实现双亲委派模型

双亲委派模型的原理很简单，实现也简单。每次通过先委托父类加载器加载，当父类加载器无法加载时，再自己加 载。其实 ClassLoader 类默认的 loadClass 方法已经帮我们写好了，我们无需去写。

几个重要函数

loadClass 默认实现如下：

public Class loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {

return loadClass(name, false);

}

再看看 loadClass(String name, boolean resolve) 函数：

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException {
    synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
        // First, check if the class has already been loaded
        Class c = findLoadedClass(name);
        if (c == null) {
            long t0 = System.nanoTime();
            try {
                if (parent != null) {
                    c = parent.loadClass(name, false);
                } else {
                    c = findBootstrapClassOrNull(name);
                }
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                // ClassNotFoundException thrown if class not found
                // from the non-null parent class loader
            }
            if (c == null) {
                // If still not found, then invoke findClass in order
                // to find the class.
                long t1 = System.nanoTime();
                c = findClass(name);
                // this is the defining class loader; record the stats
                sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
            }
        }
        if (resolve) {
            resolveClass(c);
        }
        return c;
    }
}           

从上面代码可以明显看出， loadClass(String, boolean) 函数即实现了双亲委派模型！整个大致过程如下：

1. 首先，检查一下指定名称的类是否已经加载过，如果加载过了，就不需要再加载，直接返回。

2. 如果此类没有加载过，那么，再判断一下是否有父加载器；如果有父加载器，则由父加载器加载（即 调用 parent.loadClass(name, false); ）.或者是调用 bootstrap 类加载器来加载。

3. 如果父加载器及 bootstrap 类加载器都没有找到指定的类，那么调用当前类加载器的 findClass 方 法来完成类加载。

换句话说，如果自定义类加载器，就必须重写 findClass 方法！

findClass 的默认实现如下：

protected Class findClass(String name) throws ClassNotFoundException {

throw new ClassNotFoundException(name);

}

可以看出，抽象类 ClassLoader 的 findClass 函数默认是抛出异常的。而前面我们知道， loadClass 在父加载 器无法加载类的时候，就会调用我们自定义的类加载器中的 findeClass 函数，因此我们必须要在 loadClass 这 个函数里面实现将一个指定类名称转换为 Class 对象。

如果是读取一个指定的名称的类为字节数组的话，这很好办。但是如何将字节数组转为 Class 对象呢？很简单， Java 提供了 defineClass 方法，通过这个方法，就可以把一个字节数组转为Class对象。

defineClass 主要的功能是：

将一个字节数组转为 Class 对象，这个字节数组是 class 文件读取后最终的字节数组。如，假设 class 文 件是加密过的，则需要解密后作为形参传入 defineClass 函数。

defineClass 默认实现如下：

protected final Class defineClass(String name, byte[] b, int off, int len) throws ClassFormatError {

return defineClass(name, b, off, len, null);

}