类加载器的双亲委派模型是什么？类加载器的双亲委派模型（Parent Delegation Model）是Java中的一种

类加载器的双亲委派模型（Parent Delegation Model）是Java中的一种类加载机制，它确保了Java类加载的稳定性和安全性。双亲委派模型通过层次化的类加载器结构，避免重复加载类和确保核心类库的安全性。

双亲委派模型的原理

双亲委派模型的主要思想是：当一个类加载器需要加载一个类时，它首先将请求委派给它的父类加载器，只有在父类加载器无法完成加载任务时，子类加载器才会尝试自己加载该类。

类加载器的层次结构

Java中的类加载器通常有以下几种：

Bootstrap ClassLoader（引导类加载器）：
- 由JVM自身实现，用于加载核心类库（rt.jar等）。
- 它没有父类加载器，因为它是由JVM内部实现的。
Extension ClassLoader（扩展类加载器）：
- 由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现，用于加载扩展类库（jre/lib/ext目录下的类库）。
- 它的父加载器是引导类加载器。
Application ClassLoader（应用程序类加载器）：
- 由sun.misc.Launcher$AppClassLoader实现，用于加载应用程序类路径（classpath）上的类。
- 它的父加载器是扩展类加载器。

双亲委派模型的工作机制

类加载请求：
- 当一个类加载器（如应用程序类加载器）接收到一个类加载请求时，它不会立即尝试加载该类。
委派给父加载器：
- 它首先将这个请求委派给它的父加载器，即扩展类加载器。
逐级委派：
- 扩展类加载器再将请求委派给它的父加载器，即引导类加载器。
加载类：
- 引导类加载器尝试加载该类。如果引导类加载器无法加载，则返回给扩展类加载器，扩展类加载器再尝试加载。如果扩展类加载器也无法加载，则返回给应用程序类加载器，应用程序类加载器最后尝试加载该类。
类加载失败：
- 如果所有层次的类加载器都无法加载该类，则会抛出 ClassNotFoundException。

示例

假设我们有一个类 Example，并且它的加载路径在应用程序类路径（classpath）中。

应用程序类加载器接收到加载 Example 类的请求。
它将请求委派给扩展类加载器。
扩展类加载器将请求委派给引导类加载器。
引导类加载器尝试加载 Example 类，但无法找到它。
请求返回到扩展类加载器，扩展类加载器也无法找到 Example 类。
最后，应用程序类加载器尝试加载 Example 类，并成功加载它。

优点

安全性：
- 核心类库（如 java.lang.Object 等）由引导类加载器加载，避免被覆盖或篡改。
避免重复加载：
- 通过委派机制，确保每个类只加载一次，避免重复加载同一个类。
模块化：
- 允许不同的类加载器加载不同的类，从而支持模块化和插件化开发。

总结

双亲委派模型通过层次化的类加载器结构，确保了Java类加载的安全性和稳定性。它通过委派机制避免了重复加载类，并确保核心类库的唯一性和安全性。

自定义类加载器应用场景

自定义类加载器在Java应用中有许多应用场景，特别是在需要控制类加载过程或实现特殊功能的情况下。以下是一些常见的应用场景：

1. 模块化系统

在模块化系统中，不同模块可能需要相互隔离，以避免类冲突和版本问题。自定义类加载器可以为每个模块创建独立的类加载上下文。

示例：

OSGi框架：OSGi使用自定义类加载器来实现模块化，允许每个Bundle（模块）拥有自己的类加载器。

2. 插件系统

在插件系统中，每个插件可能需要加载特定版本的库，并与其他插件隔离。自定义类加载器可以帮助实现插件的独立性和动态加载。

示例：

Eclipse插件：Eclipse使用自定义类加载器来加载和管理插件，确保插件之间的隔离和兼容性。

3. 热部署和类重定义

在某些应用中，可能需要在运行时重新加载类或更新类定义。自定义类加载器可以实现类的热部署和重定义，而无需重启应用。

示例：

Web应用服务器：一些Web应用服务器（如Tomcat）使用自定义类加载器来实现Web应用的热部署。

4. 字节码操作和动态代理

在需要对类的字节码进行操作或使用动态代理的情况下，自定义类加载器可以加载经过修改的类字节码。

示例：

AOP框架：一些AOP（面向切面编程）框架使用自定义类加载器加载经过增强的类，以实现方法拦截和代理。

5. 安全性

自定义类加载器可以用于实现特定的安全策略，例如限制某些类的加载或执行权限。

示例：

沙箱环境：在沙箱环境中，自定义类加载器可以限制加载和执行的类，以提高安全性。

6. 资源隔离

在需要对资源进行隔离和管理的情况下，自定义类加载器可以帮助实现资源的独立加载和管理。

示例：

多租户系统：在多租户系统中，每个租户可能需要独立的资源和类加载上下文，自定义类加载器可以实现这种隔离。

示例代码

以下是一个简单的自定义类加载器示例，展示了如何创建和使用自定义类加载器：

import java.io.*;

public class CustomClassLoader extends ClassLoader {
    private String classPath;

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

    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        byte[] classData = loadClassData(name);
        if (classData == null) {
            throw new ClassNotFoundException();
        } else {
            return defineClass(name, classData, 0, classData.length);
        }
    }

    private byte[] loadClassData(String className) {
        String fileName = classPath + className.replace('.', '/') + ".class";
        try (InputStream inputStream = new FileInputStream(fileName);
             ByteArrayOutputStream byteStream = new ByteArrayOutputStream()) {
            int nextValue = 0;
            while ((nextValue = inputStream.read()) != -1) {
                byteStream.write(nextValue);
            }
            return byteStream.toByteArray();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            CustomClassLoader customClassLoader = new CustomClassLoader("path/to/classes/");
            Class<?> clazz = customClassLoader.loadClass("com.example.MyClass");
            Object instance = clazz.newInstance();
            System.out.println(instance.getClass().getName());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在这个示例中，自定义类加载器CustomClassLoader从指定的路径加载类文件，并使用defineClass方法将字节码转换为Class对象。

总结

自定义类加载器在Java应用中有广泛的应用场景，包括模块化系统、插件系统、热部署、字节码操作、安全性和资源隔离等。通过创建和使用自定义类加载器，开发者可以实现更灵活和强大的类加载控制，以满足特定的应用需求。