jdbc驱动的类加载过程

这段时间跟类加载机制是干上了。

这一篇来分析一下jdbc工作过程中涉及到的类加载流程，重点是想看看在双亲委派模型不适用的时候，如何解决。

第一步，加载数据库的驱动

Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver")
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver")

Class.forName 方法会根据类的全路径名称去加载对应的class文件，生成类型，并初始化类型。也就是说static语句块会执行。

下面来看看 com.mysql.jdbc.Driver 类

public class Driver extends NonRegisteringDriver implements java.sql.Driver {
    //
    // Register ourselves with the DriverManager
    //
    static {
        try {
            java.sql.DriverManager.registerDriver(new Driver());
        } catch (SQLException E) {
            throw new RuntimeException("Can't register driver!");
        }
    }

    /**
     * Construct a new driver and register it with DriverManager
     * 
     * @throws SQLException
     *             if a database error occurs.
     */
    public Driver() throws SQLException {
        // Required for Class.forName().newInstance()
    }
}

里面的主要逻辑都在父类 NonRegisteringDriver 里实现，而static语句块就做了一件事：生成驱动实例，并向DriverManager注册。所谓注册，就是将driver的信息保存起来，以便后来取用。

第二步，取得数据库连接connection

Connection conn= DriverManager.getConnection(url, user, password);

这里为什么通过DriverManager来取，而不是直接通过生成driver来取？？？后面马上揭晓！！！

public static Connection getConnection(String url,
        String user, String password) throws SQLException {
        java.util.Properties info = new java.util.Properties();

        if (user != null) {
            info.put("user", user);
        }
        if (password != null) {
            info.put("password", password);
        }

        return (getConnection(url, info, Reflection.getCallerClass()));
    }

Reflection.getCallerClass() 是取得调用类，这个方法是native的。我这里是jdk1.8，以前的版本不是调用的这个方法，如果感兴趣也可以看看。

private static Connection getConnection(
        String url, java.util.Properties info, Class<?> caller) throws SQLException {
        /*
         * When callerCl is null, we should check the application's
         * (which is invoking this class indirectly)
         * classloader, so that the JDBC driver class outside rt.jar
         * can be loaded from here.
         */
        ClassLoader callerCL = caller != null ? caller.getClassLoader() : null;
        synchronized(DriverManager.class) {
            // synchronize loading of the correct classloader.
            if (callerCL == null) {
                callerCL = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
            }
        }

        if(url == null) {
            throw new SQLException("The url cannot be null", "08001");
        }

        println("DriverManager.getConnection("" + url + "")");

        // Walk through the loaded registeredDrivers attempting to make a connection.
        // Remember the first exception that gets raised so we can reraise it.
        SQLException reason = null;

        for(DriverInfo aDriver : registeredDrivers) {
            // If the caller does not have permission to load the driver then
            // skip it.
            if(isDriverAllowed(aDriver.driver, callerCL)) {
                try {
                    println("    trying " + aDriver.driver.getClass().getName());
                    Connection con = aDriver.driver.connect(url, info);
                    if (con != null) {
                        // Success!
                        println("getConnection returning " + aDriver.driver.getClass().getName());
                        return (con);
                    }
                } catch (SQLException ex) {
                    if (reason == null) {
                        reason = ex;
                    }
                }

            } else {
                println("    skipping: " + aDriver.getClass().getName());
            }

        }

        // if we got here nobody could connect.
        if (reason != null)    {
            println("getConnection failed: " + reason);
            throw reason;
        }

        println("getConnection: no suitable driver found for "+ url);
        throw new SQLException("No suitable driver found for "+ url, "08001");
    }

这个方法一开始就要得到调用类caller的类加载器callerCL，为的是后面再去加载数据库的driver，做一下验证，

具体在 isDriverAllowed(aDriver.driver, callerCL) 里面的代码里。

那问题来了，为什么就不能用加载DriverManager的类加载器呢？？？

因为DriverManager在rt.jar里面，它的类加载器上启动类加载器。而数据库的driver（com.mysql.jdbc.Driver）是放在classpath里面的，启动类加载器是不能加载的。所以，如果严格按照双亲委派模型，是没办法解决的。而这里的解决办法是：通过调用类的类加载器去加载。而如果调用类的加载器是null，就设置为线程的上下文类加载器：

Thread.currentThread().getContextClassLoader()

好的，下面通过Thread类的源码，分析线程的上下文类加载器。

    /* The context ClassLoader for this thread */
    private ClassLoader contextClassLoader;

    // 这段if---else代码出自init方法
    if (security == null || isCCLOverridden(parent.getClass()))
            this.contextClassLoader = parent.getContextClassLoader();
    else
            this.contextClassLoader = parent.contextClassLoader;


    public ClassLoader getContextClassLoader() {
        if (contextClassLoader == null)
            return null;
        SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
        if (sm != null) {
            ClassLoader.checkClassLoaderPermission(contextClassLoader,
                                                   Reflection.getCallerClass());
        }
        return contextClassLoader;
    }


    public void setContextClassLoader(ClassLoader cl) {
        SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
        if (sm != null) {
            sm.checkPermission(new RuntimePermission("setContextClassLoader"));
        }
        contextClassLoader = cl;
    }

init方法里面代码的逻辑是：把父线程的上下文类加载器给继承过来。这里的父子关系是指谁启动谁的关系，比如在线程A里面启动了线程B，那B线程的父线程就是A。

既然都是一路继承，那第一个启动的线程（包含main方法的那个线程）里面的contextClassLoader是谁设置的呢？？？

这就要看 sun.misc.Launcher 这个类的源码。Launcher是JRE中用于启动程序入口main()的类。

loader = AppClassLoader.getAppClassLoader(extcl);

Thread.currentThread().setContextClassLoader(loader);

这里截取的两行代码出自 Launcher 的构造方法。第一行用一个扩展类加载器extcl构造了一个系统类加载器loader，第二行把loader设置为当前线程（包含main方法）的类加载器。所以，我们启动一个线程的时候，如果之前都没有调用 setContextClassLoader 方法明确指定的话，默认的就是系统类加载器。

到这里，整个加载流程基本上一目了然了。

现在，再回到之前 DriverManager的getConnection 方法，好像还有一个疑问没有解决。

for(DriverInfo aDriver : registeredDrivers) {
            // If the caller does not have permission to load the driver then
            // skip it.
            if(isDriverAllowed(aDriver.driver, callerCL)) {
                try {
                    println("    trying " + aDriver.driver.getClass().getName());
                    Connection con = aDriver.driver.connect(url, info);
                    if (con != null) {
                        // Success!
                        println("getConnection returning " + aDriver.driver.getClass().getName());
                        return (con);
                    }
                } catch (SQLException ex) {
                    if (reason == null) {
                        reason = ex;
                    }
                }

            } else {
                println("    skipping: " + aDriver.getClass().getName());
            }

        }

最后返回一个connection，但是在一个循环里面。也就是说，当我们注册了多个数据库驱动，mysql，oracle等；DriverManager都帮我们管理了，它会取出一个符合条件的driver，就不用我们在程序里自己去控制了。