面试题：Java类加载机制中双亲委派模型的工作流程是什么

Question

请详细描述Java类加载机制里双亲委派模型的具体工作流程，包括类加载器之间的交互以及这样设计的好处。

Answer 1

双亲委派模型工作流程

1. 类加载请求发起：当一个类加载器收到类加载请求时，它并不会立即尝试加载该类。例如，应用程序中使用ClassLoader.loadClass("com.example.SomeClass")请求加载类。
2. 向上委托：该类加载器会首先将类加载请求委派给它的父类加载器。这一过程会沿着类加载器层次结构向上传递，依次经过应用程序类加载器（AppClassLoader）、扩展类加载器（ExtClassLoader），最终到达启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）。例如，假设当前是应用程序类加载器收到请求，它会将请求传递给扩展类加载器，扩展类加载器再传递给启动类加载器。
3. 父类加载器尝试加载：每个父类加载器在收到请求后，都会尝试在自己负责的加载路径中查找并加载该类。启动类加载器会先在它所负责的核心类库路径（如$JAVA_HOME/jre/lib下的核心类库）中查找类。如果找到了对应的类，就会将其加载到内存中，完成类加载过程。例如，如果要加载java.lang.Object类，启动类加载器在核心类库中能找到，就会加载。
4. 加载失败处理：如果父类加载器在自己的加载路径中没有找到该类，它会将加载任务返回给子类加载器。例如，启动类加载器找不到类，就把任务返回给扩展类加载器。扩展类加载器再尝试在自己负责的加载路径（如$JAVA_HOME/jre/lib/ext目录下的类库）中加载。若还是找不到，继续返回给下一级子类加载器，直到最初发起请求的类加载器。例如，最终回到应用程序类加载器，应用程序类加载器会在应用程序的类路径（通常是CLASSPATH环境变量指定的路径）中查找并加载类。

类加载器之间的交互

1. 委托关系：类加载器之间形成了一种树形的层次结构，每个类加载器都有一个父类加载器（除了启动类加载器没有父类加载器，在Java代码中用null表示）。这种委托关系使得类加载请求能够沿着层次结构向上传递。
2. 反馈机制：当父类加载器无法加载类时，会将加载任务反馈给子类加载器，子类加载器尝试在自己的加载路径中加载，形成一种上下交互的过程。

双亲委派模型设计的好处

1. 避免类的重复加载：如果一个类已经被某个父类加载器加载过，那么子类加载器不会再次加载相同的类。例如，java.lang.Object类已经由启动类加载器加载，所有其他类加载器不会再重复加载这个类，保证了类在内存中的唯一性，节省了内存空间。
2. 确保安全性：核心类库由启动类加载器加载，这些类库中的类不会被用户自定义的类加载器替换或篡改。比如，恶意代码无法通过自定义类加载器加载一个伪造的java.lang.Object类来破坏系统的正常运行，保证了Java系统的安全性。
3. 提高系统的稳定性：由于类加载的层次分明，每个类加载器负责特定范围的类加载，使得Java系统的类加载体系结构清晰，有利于维护系统的稳定性。例如，不同层次的类库由相应的类加载器加载，相互之间不会产生冲突，使得整个Java运行环境更加稳定。