Java类加载的护城河：深入探究双亲委派机制

2023-08-21 今日头条 java小悠

前言

关于类加载，有两个非常重要的内容，就是类加载器和双亲委派机制，也是面试时常见考核问题。

一、类加载器

还是以这个简单的代码为例：

arduino复制代码package com.jvm.test; 
public class Book { 
    public static void mAIn(String[] args) { 
        String name = "《三体》"; 
        System.out.printf("一本你不看，都不知道何为“惊艳”二字的书：" + name); 
   } 
}

上面的类的加载是要通过类加载器来实现的。

JAVA中有几种类加载器：

引导类加载器(BootstrapClassLoader）: 这是JVM的内置类加载器，负责加载支撑JVM运行的位于JRE的lib目录下的核心类库，比如rt.jar、charsets.jar等，即对应如java.lang包中的类等。
它是所有其他类加载器的父加载器，是类加载器层次结构的顶层，由JVM本身实现，由C++实现。需要注意的是：这里的“父”，不是我们Java中的类继承的父类，这里的“父加载器”可以理解是逻辑上的概念，更多是指加载器之间的协作机制。
扩展类加载器（ExtClassLoader）：：这个类加载器负责加载Java的扩展类库，位于<JAVA_HOME>/lib/ext目录下的JAR文件。
他的父加载器是引导类加载器，通过扩展类加载器，可以实现对JVM的扩展功能。
应用程序类加载器（AppClassLoader）：也被称为系统类加载器，它负责加载应用程序的类，也就是我们自己编写的Java代码的加载器。
它的父加载器是扩展类加载器。
自定义类加载器（CustomClassLoader）：除了上述的三种主要的类加载器，Java还提供自定义类加载器的能力，允许开发人员根据需求实现自己的类加载逻辑。
负责加载用户自定义路径下的类包。

了解了这几种不同的加载器，如我们上述实例的代码的类的加载，应该也很容易得知是由 应用程序类加载器 来加载。

接下来看一个类加载器的示例：

ini复制代码package com.jvm.classloader;

import sun.misc.Launcher;

import java.NET.URL;

public class TestJDKClassLoader {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(String.class.getClassLoader());

        System.out.println(com.sun.crypto.provider.DESKeyFactory.class.getClassLoader().getClass().getName());

        System.out.println(TestJDKClassLoader.class.getClassLoader().getClass().getName());

        System.out.println();

        ClassLoader appClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
        ClassLoader extClassloader = appClassLoader.getParent();
        ClassLoader bootstrapLoader = extClassloader.getParent();
        
        System.out.println("the appClassLoader : " + appClassLoader);
        System.out.println("the extClassloader : " + extClassloader);
        System.out.println("the bootstrapLoader : " + bootstrapLoader);

        System.out.println();
        System.out.println("bootstrapLoader加载以下路径文件：");
        URL[] urls = Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs();
        for (int i = 0; i < urls.length; i++) {
            System.out.println(urls[i]);
        }

        System.out.println();
        System.out.println("extClassloader加载以下路径文件：");
        System.out.println(System.getProperty("java.ext.dirs"));

        System.out.println();
        System.out.println("appClassLoader加载以下路径文件：");
        System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));
    }
}

可以思考一下输出结果是啥？
输出结果：

bash复制代码null
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader
sun.misc.Launcher$AppClassLoader

the appClassLoader : sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
the extClassloader : sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@6ce253f1
the bootstrapLoader : null

bootstrapLoader加载以下路径文件：
file:/Library/Java/JavaVirtualmachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/jre/lib/resources.jar
file:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/jre/lib/rt.jar
file:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/jre/lib/sunrsasign.jar
file:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/jre/lib/jsse.jar
file:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/jre/lib/jce.jar
file:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/jre/lib/charsets.jar
file:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/jre/lib/jfr.jar
file:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/jre/classes

extClassloader加载以下路径文件：
/Users/lan/Library/Java/Extensions:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/jre/lib/ext:/Library/Java/Extensions:/Network/Library/Java/Extensions:/System/Library/Java/Extensions:/usr/lib/java

appClassLoader加载以下路径文件：
/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/jre/lib/charsets.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/jre/lib/deploy.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/jre/lib/ext/cldrdata.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/jre/lib/ext/DNSns.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/jre/lib/ext/jaccess.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/jre/lib/ext/jfxrt.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/jre/lib/ext/localedata.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/jre/lib/ext/nashorn.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/jre/lib/ext/sunec.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/jre/lib/ext/sunjce_provider.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/jre/lib/ext/sunpkcs11.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/jre/lib/ext/zipfs.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/jre/lib/javaws.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/jre/lib/jce.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/jre/lib/jfr.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/jre/lib/jfxswt.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/jre/lib/jsse.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/jre/lib/management-agent.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/jre/lib/plugin.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/jre/lib/resources.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/jre/lib/rt.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/lib/ant-javafx.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/lib/dt.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/lib/javafx-mx.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/lib/jconsole.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/lib/packager.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/lib/sa-jdi.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/lib/tools.jar:/Users/lan/lihy/study/tuling/jvm/jvm-full-gc/target/classes:/Users/lan/.m2/repository/org/springframework/boot/spring-boot-starter-web/2.1.2.RELEASE/spring-boot-starter-web-2.1.2.RELEASE.jar:/Users/lan/.m2/repository/org/springframework/boot/spring-boot-starter/2.1.2.RELEASE/spring-boot-starter-2.1.2.RELEASE.jar:/Users/lan/.m2/repository/org/springframework/boot/spring-boot/2.1.2.RELEASE/spring-boot-2.1.2.RELEASE.jar:/Users/lan/.m2/repository/org/springframework/boot/spring-boot-autoconfigure/2.1.2.RELEASE/spring-boot-autoconfigure-2.1.2.RELEASE.jar:/Users/lan/.m2/repository/org/springframework/boot/spring-boot-starter-logging/2.1.2.RELEASE/spring-boot-starter-logging-2.1.2.RELEASE.jar:/Users/lan/.m2/repository/ch/qos/logback/logback-classic/1.2.3/logback-classic-1.2.3.jar:/Users/lan/.m2/repository/ch/qos/logback/logback-core/1.2.3/logback-core-1.2.3.jar:/Users/lan/.m2/repository/org/Apache/logging/log4j/log4j-to-slf4j/2.11.1/log4j-to-slf4j-2.11.1.jar:/Users/lan/.m2/repository/org/apache/logging/log4j/log4j-api/2.11.1/log4j-api-2.11.1.jar:/Users/lan/.m2/repository/org/slf4j/jul-to-slf4j/1.7.25/jul-to-slf4j-1.7.25.jar:/Users/lan/.m2/repository/javax/annotation/javax.annotation-api/1.3.2/javax.annotation-api-1.3.2.jar:/Users/lan/.m2/repository/org/yaml/snakeyaml/1.23/snakeyaml-1.23.jar:/Users/lan/.m2/repository/org/springframework/boot/spring-boot-starter-json/2.1.2.RELEASE/spring-boot-starter-json-2.1.2.RELEASE.jar:/Users/lan/.m2/repository/com/fasterxml/jackson/core/jackson-databind/2.9.8/jackson-databind-2.9.8.jar:/Users/lan/.m2/repository/com/fasterxml/jackson/core/jackson-annotations/2.9.0/jackson-annotations-2.9.0.jar:/Users/lan/.m2/repository/com/fasterxml/jackson/core/jackson-core/2.9.8/jackson-core-2.9.8.jar:/Users/lan/.m2/repository/com/fasterxml/jackson/datatype/jackson-datatype-jdk8/2.9.8/jackson-datatype-jdk8-2.9.8.jar:/Users/lan/.m2/repository/com/fasterxml/jackson/datatype/jackson-datatype-jsr310/2.9.8/jackson-datatype-jsr310-2.9.8.jar:/Users/lan/.m2/repository/com/fasterxml/jackson/module/jackson-module-parameter-names/2.9.8/jackson-module-parameter-names-2.9.8.jar:/Users/lan/.m2/repository/org/springframework/boot/spring-boot-starter-Tomcat/2.1.2.RELEASE/spring-boot-starter-tomcat-2.1.2.RELEASE.jar:/Users/lan/.m2/repository/org/apache/tomcat/embed/tomcat-embed-core/9.0.14/tomcat-embed-core-9.0.14.jar:/Users/lan/.m2/repository/org/apache/tomcat/embed/tomcat-embed-el/9.0.14/tomcat-embed-el-9.0.14.jar:/Users/lan/.m2/repository/org/apache/tomcat/embed/tomcat-embed-websocket/9.0.14/tomcat-embed-websocket-9.0.14.jar:/Users/lan/.m2/repository/org/hibernate/validator/hibernate-validator/6.0.14.Final/hibernate-validator-6.0.14.Final.jar:/Users/lan/.m2/repository/javax/validation/validation-api/2.0.1.Final/validation-api-2.0.1.Final.jar:/Users/lan/.m2/repository/org/jboss/logging/jboss-logging/3.3.2.Final/jboss-logging-3.3.2.Final.jar:/Users/lan/.m2/repository/com/fasterxml/classmate/1.4.0/classmate-1.4.0.jar:/Users/lan/.m2/repository/org/springframework/spring-web/5.1.4.RELEASE/spring-web-5.1.4.RELEASE.jar:/Users/lan/.m2/repository/org/springframework/spring-beans/5.1.4.RELEASE/spring-beans-5.1.4.RELEASE.jar:/Users/lan/.m2/repository/org/springframework/spring-webmvc/5.1.4.RELEASE/spring-webmvc-5.1.4.RELEASE.jar:/Users/lan/.m2/repository/org/springframework/spring-aop/5.1.4.RELEASE/spring-aop-5.1.4.RELEASE.jar:/Users/lan/.m2/repository/org/springframework/spring-context/5.1.4.RELEASE/spring-context-5.1.4.RELEASE.jar:/Users/lan/.m2/repository/org/springframework/spring-expression/5.1.4.RELEASE/spring-expression-5.1.4.RELEASE.jar:/Users/lan/.m2/repository/org/slf4j/slf4j-api/1.7.25/slf4j-api-1.7.25.jar:/Users/lan/.m2/repository/org/springframework/spring-core/5.1.4.RELEASE/spring-core-5.1.4.RELEASE.jar:/Users/lan/.m2/repository/org/springframework/spring-jcl/5.1.4.RELEASE/spring-jcl-5.1.4.RELEASE.jar:/Applications/IntelliJ IDEA.app/Contents/lib/idea_rt.jar

Process finished with exit code 0

通过前面对几种类加载的了解，对这个输出结果应该问题不大。
但是可能有几个小疑问：
1、 System.out.println(
String.class.getClassLoader());这个语句，为何输出时null?
因为System类是Java核心类库中的类，它是由引导类加载器加载。引导类加载器是JVM的内置加载器，由C++实现，因此在Java中就输出为null。

2、System.out.println("the bootstrapLoader : " + bootstrapLoader);为何也输出为null? 这里extClassloader.getParent()获取扩展类加载器的父加载器，即引导类加载器，其由C++实现，因此在Java中就输出也就为null。

类加载初始化过程

如上类运行加载全过程图，可知在JVM启动的过程中，会有一系列的初始化操作，包括创建类加载器、加载核心类库等。在这个初始化的过程，C++（其实是JVM自身调用，因为JVM底层是C++实现，从底层的角度，就是C++代码调用Java）调用Javasun.misc.Launcher类的构造方法 Launcher()创建实例。
在Launcher构造方法的内部，会创建两个类加载器：

sun.misc.Launcher.ExtClassLoader（扩展类加载器）
sun.misc.Launcher.AppClassLoader（应用程序加载器）

Launcher构造器核心源码：

JVM默认使用Launcher的getClassLoader()方法返回的类加载器AppClassLoader的实例加载我们的应用程序。

二、什么是双亲委派？

双亲委派是一种类加载的机制。如果一个类加载器接到加载类的请求时，它首先不会自己尝试加载这个类，而是把这个请求任务委托给其父加载器去完成，依次递归，如果父加载器可以完成类加载任务，就成功返回。只有父加载器无法完成此加载任务时，才自己去加载。

JVM类加载器的层级结构图：

我们直接先来看一下应用程序类加载器（AppClassLoader）加载类的双亲委派机制源码，AppClassLoader的loadClass方法最终会调用其父类ClassLoader的loadClass方法, 该方法核心源码：

该方法的大体逻辑为：

首选，会检查自己加载器缓存，查看自己是否已经加载过目标类，如果已经加载过，直接返回。
如果此类没有被加载过，则判断一下是否有父加载器；如果有父加载器，则由父加载器（即调用c = parent.loadClass(name, false);），如果没有父加载器则调用bootstrap类加载器来加载。
如果父加载器及bootstrap类加载器都没有找到指定的类，那么调用当前的类加载器的findClass方法（即c = findClass(name);）来完成类加载。

双亲委派机制简单点说就是：先找父亲加载，不行再由儿子自己加载。

三、为什么要设计双亲委派机制？

沙箱安全机制：核心类库由引导类加载器（Bootstrap ClassLoader）加载，防止恶意类替代核心类。不同类加载器加载的类相互隔离，防止类之间的冲突。例如自己写的java.lang.String类是不会被加载的。
保证类的唯一性： 双亲委派机制确保在JVM中同一个类只会被加载一次，避免了类的重复加载，保证了类的唯一性。
保证类的一致性： 类加载器的层次结构保证了类的一致性。当一个类加载器需要加载一个类时，它首先会委派给其父加载器去尝试加载。如果父加载器无法加载该类，子加载器才会尝试加载。这种委派链式查找保证了类的一致性。

如果你对唯一性和一致性有些混淆，那我们可以借助以下的例子进行帮助理解：

唯一性：就像每个人的身份证号码都是独一无二的。在类加载机制中，就像每个类在Java中都有唯一的类加载器来加载，保证不同的类拥有不同的加载器，避免了类之间的冲突和混淆。

一致性：无论在什么情况下使用身份证，一个人的身份证号码都是不变的。在类加载中，一致性指的是无论通过哪个类加载器加载同一个类，其类定义，在整个应用中都是一致性。

运行尝试加载自己写的java.lang.String类：

typescript复制代码package java.lang;

public class String {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(">>> Hello String Class >>>");
    }
}

运行结果：

arduino复制代码错误: 在类 java.lang.String 中找不到 main 方法, 请将 main 方法定义为:
   public static void main(String[] args)
否则 JavaFX 应用程序类必须扩展javafx.application.Application

Process finished with exit code 1

问题分析：
当运行自己定义的java.lang.String 类时，首先会由系统类加载器（应用程序类加载器）尝试加载这个类。由于类加载的双亲委派机制，当应用程序类加载器在其类加载缓存无法找到java.lang.String 类时，它会委托父加载器（扩展类加载器）尝试加载。同样，扩展类加载器也无法找到，会继续委托给引导类加载器。由于引导类加载器负责加载 Java 核心类库，它会在自己的类路径中找到系统提供的 java.lang.String 类。因此，最终执行的是核心类库中的 java.lang.String 类，该类没有定义 main 方法，导致执行报错。

这个示例，证实了双亲委派机制上述所说的沙箱安全机制特性，它阻止了开发人员在核心类库中创建同名类来替代原有的核心类。这样的机制确保了核心类库的稳定性和一致性，同时也防止了开发人员意外地覆盖核心类的行为。

全盘负责委托机制： “全盘负责”是指当一个ClassLoder装载一个类时，除非显示的使用另外一个ClassLoder，该类所依赖及引用的类也由这个ClassLoder载入。

四、自定义类加载器

自定义类加载器只需要继承 java.lang.ClassLoader 类，该类有两个核心方法，一个是loadClass(String, boolean)，实现了双亲委派机制，还有一个方法是findClass，默认实现是空方法，所以我们自定义类加载器主要是重写findClass方法。
代码示例:

java复制代码package com.jvm.classloader;

import java.io.FileInputStream;
import java.lang.reflect.Method;

public class MyClassLoaderTest {
    static class MyClassLoader extends ClassLoader {
        private String classPath;

        public MyClassLoader(String classPath) {
            this.classPath = classPath;
        }

        private byte[] loadByte(String name) throws Exception {
            name = name.replaceAll("\.", "/");
            FileInputStream fis = new FileInputStream(classPath + "/" + name + ".class");
            int len = fis.available();
            byte[] data = new byte[len];
            fis.read(data);
            fis.close();
            return data;
        }

        protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
            try {
                byte[] data = loadByte(name);
                //defineClass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。
                return defineClass(name, data, 0, data.length);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
                throw new ClassNotFoundException();
            }
        }

        public static void main(String args[]) throws Exception {
            // 初始化自定义类加载器，会先初始化父类ClassLoader，
            // 其中会把自定义类加载器的父加载器设置为应用程序类加载器AppClassLoader
            MyClassLoader classLoader = new MyClassLoader("/Users/lan/data/test");
            // 在路径/Users/lan/data/test下创建test/com/tuling/jvm 几级目录，将Book1类的复制类Book1.class丢入该目录
            Class clazz = classLoader.loadClass("com.jvm.test.Book1");
            Object obj = clazz.newInstance();

            Method method = clazz.getDeclaredMethod("getName", null);
            method.invoke(obj, null);
            System.out.println(clazz.getClassLoader().getClass().getName());

        }
    }
}

注意：如果classpath下有com.jvm.test.Book1的.class，先删除。
因为自定义加载器的父加载器是程序类加载器（AppClassLoader），基于类加载的双亲委派机制，比如我们示例中的com.jvm.test.Book1，会被委托给程序类加载器加载，如果classpath下存在此Book1.class，输出结果将是：sun.misc.Launcher$AppClassLoader。
因此，为了自定义加载器能按预期从路径其类加载路径/Users/lan/data/test下加载Book1，需要先删除classpath下的Book1.class。

五、如何打破双亲委派

来一个沙箱安全机制示例，尝试打破双亲委派机制，主要是通过重写类加载loadClass方法，实现自己的加载逻辑，不委派给双亲加载。然后用自定义类加载器加载我们自己实现的java.lang.String.class。
代码示例：

java复制代码package com.jvm.classloader;

import java.io.FileInputStream;
import java.lang.reflect.Method;

public class MyClassLoaderTest {
    static class MyClassLoader extends ClassLoader {
        private String classPath;

        public MyClassLoader(String classPath) {
            this.classPath = classPath;
        }

        private byte[] loadByte(String name) throws Exception {
            name = name.replaceAll(".", "/");
            FileInputStream fis = new FileInputStream(classPath + "/" + name + ".class");
            int len = fis.available();
            byte[] data = new byte[len];
            fis.read(data);
            fis.close();
            return data;
        }

        protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
            try {
                byte[] data = loadByte(name);
                //defineClass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。
                return defineClass(name, data, 0, data.length);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
                throw new ClassNotFoundException();
            }
        }

        /**
         * 重写类加载方法，实现自己的加载逻辑，不委派给双亲加载
         * @param name
         * @param resolve
         * @return
         * @throws ClassNotFoundException
         */
        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) {
                    // 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.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
                }

                if (resolve) {
                    resolveClass(c);
                }
                return c;
            }
        }

        public static void main(String args[]) throws Exception {
            // 初始化自定义类加载器，会先初始化父类ClassLoader，
            // 其中会把自定义类加载器的父加载器设置为应用程序类加载器AppClassLoader
            MyClassLoader classLoader = new MyClassLoader("/Users/lan/data/test");  // 在路径/Users/lan/data/test下创建java/lang 几级目录，将java.lang.String.class丢入该目录
            // 尝试用自己改写类加载机制去加载自己写的java.lang.String.class
            Class clazz = classLoader.loadClass("java.lang.String");
            Object obj = clazz.newInstance();

            Method method = clazz.getDeclaredMethod("sout", null);
            method.invoke(obj, null);
            System.out.println(clazz.getClassLoader().getClass().getName());

        }
    }
}

输出结果：

php复制代码java.lang.SecurityException: Prohibited package name: java.lang
	at java.lang.ClassLoader.preDefineClass(ClassLoader.java:662)
	at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:761)
	at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:642)
	at com.jvm.classloader.MyClassLoaderTest$MyClassLoader.findClass(MyClassLoaderTest.java:28)
	at com.jvm.classloader.MyClassLoaderTest$MyClassLoader.loadClass(MyClassLoaderTest.java:53)
	at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:357)
	at com.jvm.classloader.MyClassLoaderTest$MyClassLoader.main(MyClassLoaderTest.java:72)
Exception in thread "main" java.lang.ClassNotFoundException
	at com.jvm.classloader.MyClassLoaderTest$MyClassLoader.findClass(MyClassLoaderTest.java:31)
	at com.jvm.classloader.MyClassLoaderTest$MyClassLoader.loadClass(MyClassLoaderTest.java:53)
	at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:357)
	at com.jvm.classloader.MyClassLoaderTest$MyClassLoader.main(MyClassLoaderTest.java:72)

从输出结果，可以看出即使我们自定义的类加载器打破了双亲委派机制，仍然无法成功加载 java.lang.String类。

这是因为尽管自定义类加载器打破了双亲委派机制，但是由于 Java 虚拟机的安全性设计，它仍然通过检查类名是否以 "java." 开头，禁止加载这些类。这种安全性设计保障了 Java 的稳定性和安全性，防止恶意代码对核心功能造成损害。

安全检测的核心源码：

另外，java.lang.String.class位于jre/lib/rt.jar。

解压此jar包，即可获取到String.class：

写到最后

今天，介绍了Java类加载器及双亲委派机制，做下小结：

类加载与加载器分类： 类的加载是通过类加载器来实现的，主要涉及以下几种加载器：

引导类加载器（BootstrapClassLoader）
扩展类加载器（ExtClassLoader）
应用程序类加载器（AppClassLoader）
自定义类加载器（CustomClassLoader）

双亲委派机制的作用： JVM采用双亲委派机制来加载类，具体表现为：在加载类时，会首先自底向上地委派给父加载器，检查是否已加载过，若未找到，再自顶向下尝试加载。这种机制的目的：

沙箱安全机制
类的唯一性保证
类的一致性保证

自定义加载器的能力： JVM允许用户自定义加载器，通常通过重写ClassLoader的findClass方法来实现。这样的自定义加载器可以从指定路径中加载特定的类。
然而，需要注意的是，自定义加载器虽然能够打破双亲委派机制，但它仍然无法加载以java.开头的核心类库中的类。
如果打破双亲委派： 用户可以通过重写类加载方法，不委派给双亲加载，来实现打破双亲委派。
实际应用中，例如Tomcat、JDBC等，这些场景需要在共享的类加载环境中加载不同版本的类，因此采取了自定义的类加载机制，打破了传统的双亲委派机制。

原文链接：
https://juejin.cn/post/7268820544996163639