SPI加載機(jī)制和線程上下文類加載器

當(dāng)前類加載器(Current Classloader)

每個(gè)類都會(huì)使用自己的類加載器(即加載自身的類加載器)來去加載其他類(指的是所以來的類)裕坊,例如:如果ClassX引用了ClassY包竹,那么ClassX的類加載器就會(huì)去加載ClassY(前提是ClassY尚未被加載)

線程上下文類加載器(Context Classloader)

  • 定義
    線程上下文類加載器是從JDK1.2開始引入的,類Thread中的getContextClassloader()setContextClassloader(ClassLoader cl)分別用來獲取和設(shè)置上下文類加載器籍凝。
    如果沒有通過setContextClassloader(ClassLoader cl)進(jìn)行設(shè)置周瞎,線程將繼承其父線程的上下文類加載器。Java應(yīng)用運(yùn)行時(shí)的初始線程的上下文類加載器是應(yīng)用類加載器饵蒂。在線程中運(yùn)行的代碼可以通過該類加載器來加載類與資源声诸。默認(rèn)的線程上下文類加載器是應(yīng)用類加載器
  • 父委托機(jī)制加載的缺點(diǎn)
    例如:加載JDBC的時(shí)候,java.sql.Connection是被啟動(dòng)類加載器(Bootstrap Classloader)加載的退盯,當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)需要指定對(duì)應(yīng)JDBC的實(shí)現(xiàn)彼乌,但是因?yàn)楦割惣虞d器加載的類不能訪問子類加載器所加載的類,所以就無法加載實(shí)現(xiàn)類渊迁,所有的SPI(Service Provider Interface)都有這個(gè)問題慰照。
  • 重要性
    • 父ClassLoader可以使用當(dāng)前線程的Thread.currentThread().getContextClassLoader()所指定的ClassLoader加載的類。這就改變了父ClassLoader不能使用子ClassLoader或是其他沒有直接父子關(guān)系的ClassLoader加載的類的情況宫纬,即改變了雙親委托模型焚挠。父委托機(jī)制加載的缺點(diǎn)
    • 線程上下文類加載器就是當(dāng)前線程的Current ClassLoader。
    • 在雙親委托模型下漓骚,類加載是由下至上的蝌衔,即下層的類加載器會(huì)委托上層進(jìn)行加載的。但是對(duì)于SPI來說蝌蹂,有些接口是Java核心庫所提供的噩斟,而Java核心庫是由啟動(dòng)類加載器來加載的,而這些接口的實(shí)現(xiàn)卻來自于不同的jar包(廠商提供)孤个,Java的啟動(dòng)類加載器是不會(huì)加載其他來源的jar包剃允,這樣傳統(tǒng)的雙親委托模型就無法滿足SPI的要求,而通過給當(dāng)前線程設(shè)置上下文類加載器齐鲤,就可以由設(shè)置的上下文類加載器來實(shí)現(xiàn)對(duì)于接口實(shí)現(xiàn)類的加載斥废。
  • 一般使用模式(獲取 - 使用 - 還原)
    ClassLoader classLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
    try{
        Thread.currentThread().setContextClassLoader(targetThreadClassLoader);
        myMethod();
        //myMethod里邊則調(diào)用了Thread.currentThread().getContextClassLoader(),
        //獲取當(dāng)前線程的上下文類加載器做某些事情。
    } finally {
        Thread.currentThread().setContextClassLoader(classLoader);
    }
    
    ContextClassLoader的作用就是為了破壞Java的類加載委托機(jī)制给郊。
    當(dāng)高層提供了統(tǒng)一的接口讓底層去實(shí)現(xiàn)牡肉,同時(shí)又要在高層加載(或?qū)嵗┑讓拥念悤r(shí),就必須要通過線程上下文類加載器來幫助高層的ClassLoader找到并加載該類淆九。
  • 為什么不使用靜態(tài)方法直接獲取應(yīng)用類加載器
    • 默認(rèn)情況下線程上下文類加載器是應(yīng)用類加載器统锤,但是可以設(shè)置為自定義類加載器毛俏;
    • 我們所有的代碼都是運(yùn)行在線程里的,當(dāng)有了線程上下文類加載器之后就可以更方便靈活饲窿。

線程上下文類加載器的應(yīng)用 ServiceLoader

從JDK1.6開始提供java.util.ServiceLoader煌寇。

  • 運(yùn)行原理
    public static void main(String[] args) {
        /**
        當(dāng)前類是由應(yīng)用類加載器加載的,運(yùn)行到這一行代碼的時(shí)候逾雄,
        1. 因?yàn)閖ava.util.ServiceLoader是在rt.jar中阀溶,所以通過雙親委托機(jī)制,會(huì)使用Bootstrap類加載器加載ServiceLoader嘲驾。
        2. 但是我們要加載的是java.sql.Driver的實(shí)現(xiàn)類淌哟,一般都是在項(xiàng)目的lib包中。
        3. ServiceLoader的類加載器是Bootstrap類加載器辽故,按照正常的模式會(huì)使用相同的類加載加載實(shí)現(xiàn)類徒仓,但是這個(gè)時(shí)候因?yàn)槊臻g的原因,Bootstrap類加載器加載不到對(duì)應(yīng)的實(shí)現(xiàn)類誊垢。
        */
        ServiceLoader<Driver> load = ServiceLoader.load(Driver.class);
        //這里打印出的內(nèi)容為null掉弛,也就是是Bootstrap類加載器
        System.out.println(load.getClass().getClassLoader());
    
        for (Driver next : load) {
            //打印:oracle.jdbc.OracleDriver@77a567e1  sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
            //對(duì)應(yīng)的是應(yīng)用類加載器
            System.out.println(next + "  " + next.getClass().getClassLoader());
        }
    }
    
    按照雙親委托機(jī)制走到這里會(huì)報(bào)ClassNotDef的錯(cuò)誤喂走,ServiceLoader是這么解決的:
    public static <S> ServiceLoader<S> load(Class<S> service) {
        //在這里獲取當(dāng)前線程的上下文類加載器殃饿,如果沒有特別的設(shè)置,這里獲取到的就是應(yīng)用類加載器芋肠,
        //應(yīng)用類加載器是可以獲取到我們項(xiàng)目lib包下的類乎芳,所以就可以找到我們添加的JDBC的實(shí)現(xiàn)類。
        ClassLoader cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
        return ServiceLoader.load(service, cl);
    }
    
    最終加載類的的地方
    //loader就是之前我們獲取到的線程上下文類加載器帖池,通過該行代碼就可以使用我們自定的類加載器去加載指定的類奈惑。
    Class.forName(cn, false, loader);
    
  • ServiceLoader運(yùn)行規(guī)范
    • ServiceLoader會(huì)從指定的目錄META-INF/services/下加載配置文件
    • 配置文件的文件名為要加載的服務(wù)類的全限定類名(binary name)
    • 配置文件的內(nèi)容為:服務(wù)類對(duì)應(yīng)的實(shí)現(xiàn)類全限定名(binary name)
    • 例子:
      在Mysql驅(qū)動(dòng)jar的對(duì)應(yīng)的目錄下可以看到文件名為java.sql.Driver內(nèi)容為
      com.mysql.jdbc.Driver
      com.mysql.fabric.jdbc.FabricMySQLDriver
      
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