【正文】Java类加载器( CLassLoader ) 死磕9:
上下文加载器原理和案例
本小节目录
9.1. 父加载器不能访问子加载器的类
9.2. 一个宠物工厂接口
9.3. 一个宠物工厂管理类
9.4 APPClassLoader不能访问子加载器中的类
9.5. 线程上下文类加载器
类加载器的代理模式并不能解决 Java 应用开发中会遇到的类加载器的全部问题。Java 提供了很多服务提供者接口（Service Provider Interface，SPI），允许第三方为这些接口提供实现。常见的 SPI 有 JDBC、JCE、JNDI、JAXP 和 JBI 等。这些 SPI 的接口由 Java 核心库来提供，如 JAXP 的 SPI 接口定义包含在 javax.xml.parsers包中。这些 SPI 的实现代码很可能是作为 Java 应用所依赖的 jar 包被包含进来，可以通过类路径（CLASSPATH）来找到，如实现了 JAXP SPI 的 Apache Xerces所包含的 jar 包。SPI 接口中的代码经常需要加载具体的实现类。如 JAXP 中的 javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory类中的 newInstance()方法用来生成一个新的 DocumentBuilderFactory的实例。这里的实例的真正的类是继承自 javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory，由 SPI 的实现所提供的。如在 Apache Xerces 中，实现的类是 org.apache.xerces.jaxp.DocumentBuilderFactoryImpl。而问题在于，SPI 的接口是 Java 核心库的一部分，是由引导类加载器来加载的；SPI 实现的 Java 类一般是由系统类加载器来加载的。引导类加载器是无法找到 SPI 的实现类的，因为它只加载 Java 的核心库。它也不能代理给系统类加载器，因为它是系统类加载器的祖先类加载器。也就是说，类加载器的代理模式无法解决这个问题。
线程上下文类加载器（context class loader）是从 JDK 1.2 开始引入的。
在类java.lang.Thread中的方法 getContextClassLoader()和 setContextClassLoader(ClassLoader cl)用来获取和设置线程的上下文类加载器。
如果没有通过 setContextClassLoader(ClassLoader cl)方法进行设置的话，线程将继承其父线程的上下文类加载器。Java 应用运行的初始线程的上下文类加载器是AppClassLoader类加载器。
线程上下文类加载器正好解决了这个问题。如果不做任何的设置，Java 应用的线程的上下文类加载器默认就是系统上下文类加载器。在 SPI 接口的代码中使用线程上下文类加载器，就可以成功的加载到 SPI 实现的类。线程上下文类加载器在很多 SPI 的实现中都会用到。
1.1.1. 父加载器不能访问子加载器的类
关于父加载器，不能访问子加载器加载的类，是一个比较大的问题，举个栗子。
1.1.2. 一个宠物工厂接口
这里有一个宠物工厂接口：
face IPetFactory {
/**
* 根据类型，构造一个对象
* @param type 类型，如 Type.CAT
* @return
*/
IPet buildePet(IPet.Type type);
}
1.1.3. 一个宠物工厂管理类
还有一个宠物工厂管理类，根据类名，加载工厂实现类。
public class FactoryManager
{
/**
* 单例的Pet实例工厂
*/
private static IPetFactory petFactory;
/**
* 已经类名，取得工厂实例
*
* @param factoryClassName
* @return
*/
public static IPetFactory getInstance(String factoryClassName)
{
if (null != petFactory)
{
return petFactory;
}
if (null == factoryClassName)
{
//默认的实现
factoryClassName = "com.crazymakercircle.petStore.pet.factory.PetFactoryImpl";
}
/**
* 获得线程上下文加载器
*/
ClassLoader loader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
try
{
// Class<?> factoryClass = loader.loadClass(factoryClassName);
Class<?> factoryClass=Class.forName(factoryClassName);
petFactory = (IPetFactory) factoryClass.newInstance();
} catch (Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
return petFactory;
}
}
1.1.4. APPClassLoader不能访问子加载器中的类
先上代码：
public class FailCase
{
private static IPetFactory petFactory=null;
public static void testLoader()
{
try
{
String baseDir = SystemConfig.PET_LIB_PATH;
FileClassLoader classLoader = new FileClassLoader(baseDir);
String className = SystemConfig.PET_FACTORY_CLASS;
Class petFactoryClass = classLoader.loadClass(className);
Logger.info("显示petFactoryClass 的ClassLoader tree:");
ClassLoaderUtil.showLoader4Class(petFactoryClass);
petFactory = FactoryManager.getInstance(className);
} catch (ClassNotFoundException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
public static void showPet()
{
IPet dog=petFactory.buildePet(IPet.Type.DOG);
dog.sayHello();
}
public static void main(String[] args)
{
testLoader();
showPet();
}
}
运行上面的栗子，试一试。
发现，是失败的。
原因是，FactoryManager是APPClassLoader加载的，而第三方的工厂类是FileClassLoader 加载的。
FileClassLoader 是APPClassLoader的子加载器。子加载器可以访问父加载器中的类，但是父亲不能访问子加载器中的类。
所以，FactoryManager没有办法load子加载器中的工厂实现类。
1.1.5. 线程上下文类加载器
使用线程上下文类加载器，可以在执行线程中抛弃双亲委派加载链模式，使用线程上下文里的类加载器加载类。
public class CorrectCase
{
private static IPetFactory petFactory=null;
public static void testLoader()
{
try
{
String baseDir = SystemConfig.PET_LIB_PATH;
FileClassLoader classLoader = new FileClassLoader(baseDir);
Thread.currentThread().setContextClassLoader(classLoader);
String className = SystemConfig.PET_FACTORY_CLASS;
petFactory = FactoryManager.getInstance(className);
Class petFactoryClass = classLoader.loadClass(className);
Logger.info("显示petFactoryClass 的ClassLoader tree:");
ClassLoaderUtil.showLoader4Class(petFactoryClass);
} catch (ClassNotFoundException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
public static void showPet()
{
IPet dog=petFactory.buildePet(IPet.Type.DOG);
dog.sayHello();
}
public static void main(String[] args)
{
testLoader();
showPet();
}
}
将FileClassLoader设置成为线程上下文加载器，然后，在工厂管理器中，使用线程上限加载器加载：
public class FactoryManager
{
/**
* 单例的Pet实例工厂
*/
private static IPetFactory petFactory;
/**
* 已经类名，取得工厂实例
*
* @param factoryClassName
* @return
*/
public static IPetFactory getInstance(String factoryClassName)
{
if (null != petFactory)
{
return petFactory;
}
if (null == factoryClassName)
{
//默认的实现
factoryClassName ="com.crazymakercircle.petStore.pet.factory.PetFactoryImpl";
}
/**
* 获得线程上下文加载器
*/
ClassLoader loader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
try
{
Class<?> factoryClass = loader.loadClass(factoryClassName);
petFactory = (IPetFactory) factoryClass.newInstance();
} catch (Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
return petFactory;
}
}
源码：
代码工程: classLoaderDemo.zip
下载地址：在疯狂创客圈QQ群文件共享。
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