【JVM之美】雙親委派模型

應用程序都是由這三種類加載器相互配合進行加載的，如果有必要，還可以加入自己定義的類加載器。

類加載器之間的層次關係，稱爲類加載器的雙親委託模型(Parents Delegation Model)該模型要求除了頂層的啓動類加載器外，其餘的類加載器都應有自己的父類加載器，這裏類加載器之間的父子關係一般都通過組合關係(Composition)關係來實現，而不是通過繼承Inheritance的關係實現。
1、工作過程
一個類加載器首先將類加載器請求傳送到父類加載器，只要當父類加載器無法完成請求時才嘗試加載。
2、好處
使得java類隨着它的類加載器一起具有一種帶有優先級的層次關係，從而使得基礎類得到統一。
例如 java.lang.Object 存放在 rt.jar 中，如果編寫另外一個 java.lang.Object 的類並放到 ClassPath 中，程序可以
編譯通過。由於雙親委派模型的存在，所以在 rt.jar 中的 Object 比在 ClassPath 中的 Object 優先級更高，這是因
爲 rt.jar 中的 Object 使用的是啓動類加載器，而 ClassPath 中的 Object 使用的是應用程序類加載器。rt.jar 中的
Object 優先級更高，那麼程序中所有的 Object 都是這個 Object
3、實現
以下是抽象類java.lang.ClassLoadler的代碼片段，其中的loadClass方法運行過程如下，先檢查類是否已經加載過，如果沒有則讓父類加載器去加載，當父類加載器加載失敗後拋出ClassNotFoundException 此時嘗試自己去加載。

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;
    }
}

4、自定義類加載器實現
FileSystemClassLoader 是自定義類加載器，繼承自 java.lang.ClassLoader，用於加載文件系統上的類。它首先根
據類的全名在文件系統上查找類的字節代碼文件（.class 文件），然後讀取該文件內容，最後通過 defineClass() 方
法來把這些字節代碼轉換成 java.lang.Class 類的實例。
java.lang.ClassLoader 的 loadClass() 實現了雙親委派模型的邏輯，因此自定義類加載器一般不去重寫它，但是需
要重寫 findClass() 方法。

public class FileSystemClassLoader extends ClassLoader {

    private String rootDir;

    public FileSystemClassLoader(String rootDir){
        this.rootDir = rootDir;
    }

    protected Class findClass(String name)throws ClassNotFoundException{

        byte [] classData = getClassData(name);
        if (classData == null){
            throw new ClassNotFoundException();
        }else {
            return defineClass(name,classData,0,classData.length);
        }

    }

    private byte[] getClassData(String className){
        String path = classNameToPath(className);
        try {
            InputStream ins = new FileInputStream(path);
            ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
            int bufferSize = 4096;
            byte[] buffer = new byte[bufferSize];
            int byteNumRead;
            while ((byteNumRead =ins.read(buffer))!=-1){
                baos.write(buffer,0,byteNumRead);
            }
            return baos.toByteArray();
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }


    private String classNameToPath(String className){
        return rootDir+ File.separatorChar+className.replace('.',File.separatorChar)+".class";
    }

}