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颠覆认知：Java 打破双亲委派 ≠ 彻底废弃双亲委派模型

news 2026/6/13 2:25:31

前言

上个月有位朋友去面试，面试官先问了什么是打破双亲委派机制，他只能照着背八股理论。紧接着面试官追问：打破这个机制到底有什么实际作用？

查阅资料后总结：双亲委派是 Java 默认的类加载规则，而打破该机制主要分为两类场景：

业务开发场景：通过自定义类加载器绕开默认委派逻辑，可实现插件化、运行时热更新类逻辑、线上热修复等能力；需注意：仅打破委派无法替换已加载类，必须新建类加载器重新加载字节码才能完成更新。
JDK / 中间件原生场景：JDK 的 SPI 机制（如 JDBC）、Tomcat 等 Web 容器，也主动打破了双亲委派，目的是解决类加载层级限制、实现多应用类隔离与 Jar 包版本兼容。

顺着这个思路，下面我们就一步步深入，设计打破双亲委派的场景。

一、类加载器实现类

二、打破双亲委派

打破双亲委派 ≠ 完全不用双亲委派机制

1、实现流程逻辑

重写 loadClass() 方法
对于自定义的com.nl.xx.* 包下的类不调用 super.loadClass()
不委托给父类，直接自己处理,直接调用自己的 findClass() 方法
实现自定义的类查找和加载逻辑

2、🌰举个例子

2.1、自定义类加载器

package com.nl.classloader.custom; import org.objectweb.asm.ClassReader; import org.objectweb.asm.ClassWriter; import org.objectweb.asm.commons.ClassRemapper; import org.objectweb.asm.commons.SimpleRemapper; import java.nio.file.Files; import java.nio.file.Path; import java.nio.file.Paths; /** * 核心：当加载 targetClass 时，实际上用 sourceClass 的字节码替换它（通过 ASM 技术修改类名） */ public class ReplaceClassLoader extends ClassLoader { private final String targetClass; private final String sourceClass; private final Path appRoot, jarRoot; private final String targetPackage; /** * @param appRoot 应用程序 class 文件的根目录（存放普通类） * @param jarRoot JAR 包中 class 文件的根目录（存放 sourceClass 的类） * @param targetClass 目标类名（要被替换的类，如 CustomTestDefault） * @param sourceClass 源类名（实际使用的类，如 CustomTestV1） */ public ReplaceClassLoader(String appRoot, String jarRoot, String targetClass, String sourceClass) { this.appRoot = Paths.get(appRoot); this.jarRoot = Paths.get(jarRoot); this.targetClass = targetClass; this.sourceClass = sourceClass; // 动态提取包名 this.targetPackage = targetClass.substring(0, targetClass.lastIndexOf('.') + 1); } /** * 加载类的方法 */ @Override protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException { // 自定义包前缀时，使用自定义的类加载 if (name.startsWith(targetPackage)) { // 为每个类名提供独立的锁 synchronized (getClassLoadingLock(name)) { // 检查 JVM 是否已经加载过这个类 Class<?> c = findLoadedClass(name); if (c == null) { // 直接调用 findClass(name)，不委托给父类加载器 // 这就是"打破双亲委派"的关键！ c = findClass(name); if (resolve) resolveClass(c); } return c; } } return super.loadClass(name, resolve); } /** * 使用ASM 改名，原理： * SimpleRemapper: 简单的类名映射器，将所有出现的 sourceClass 类名替换为 targetClass * ClassRemapper: 遍历整个字节码，应用映射规则 * 不仅改类名，还会修改所有引用这个类的地方（如方法签名、字段类型等） */ @Override protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException { try { byte[] bytes = null; if (targetClass.equals(name)) { // 步骤1：从 jarRoot 读取 sourceClass 的 class 文件 ClassReader cr = new ClassReader(Files.readAllBytes(jarRoot.resolve(sourceClass.replace('.', '/') + ".class"))); // 步骤2：创建 ClassWriter，自动计算栈帧和最大局部变量 ClassWriter cw = new ClassWriter(cr, ClassWriter.COMPUTE_MAXS | ClassWriter.COMPUTE_FRAMES); // 步骤3：使用 ClassRemapper 将 sourceClass 改名为 targetClass cr.accept(new ClassRemapper(cw, new SimpleRemapper(sourceClass.replace('.', '/'), targetClass.replace('.', '/'))), ClassReader.EXPAND_FRAMES); // 步骤4：生成修改后的字节码 bytes = cw.toByteArray(); } else { bytes = Files.readAllBytes(appRoot.resolve(name.replace('.', '/') + ".class")); } return defineClass(name, bytes, 0, bytes.length); } catch (Exception e) { throw new ClassNotFoundException(name, e); } } }

2.2、默认CustomTestDefault

package com.nl.classloader.custom; public class CustomTestDefault { public void say() { System.out.println("CustomTestDefault:hello world"); } }

2.3、替换CustomTestV1

package com.nl.classloader.custom; public class CustomTestV1 { public void say() { System.out.println("CustomTestV1:hello world"); } }

2.4、执行

package com.nl.classloader.custom; public class ClassLoaderLauncher { public static void main(String[] args) throws Exception { // 直接new（仍使用系统类加载器，不会替换） CustomTestDefault customTestDefault = new CustomTestDefault(); customTestDefault.say(); ReplaceClassLoader replaceClassLoader = new ReplaceClassLoader( "nl-class/target/classes/", "nl-class-jar/target/classes/", "com.nl.classloader.custom.CustomTestDefault", "com.nl.classloader.custom.CustomTestV1" ); // 通过自定义类加载器反射调用 Class<?> demoClass = replaceClassLoader.loadClass("com.nl.classloader.custom.CustomTestDefault"); Object demo = demoClass.getDeclaredConstructor().newInstance(); demoClass.getMethod("say").invoke(demo); } }

2.5、输出结果

CustomTestDefault:hello world CustomTestV1:hello world

⚠️注意
✔️示例中两次实例化的均为CustomTestDefault类，但输出结果截然不同，核心原因是类加载过程中该类的字节码被替换了。

3、完整的类加载流程对比

3.1、正常流程

new CustomDemoService() ↓ AppClassLoader.loadClass() ↓ ExtensionClassLoader.loadClass() ↓ BootstrapClassLoader.loadClass() ↓ 找不到，逐层返回 ↓ ExtensionClassLoader.findClass() - 找不到 ↓ AppClassLoader.findClass() - 找到并加载

3.2、打破双亲委派

loader.loadClass("CustomDemoService") ← ReplaceClassLoader ↓ 判断：属于 CUSTOM_PKG？是 ↓ 不调用 parent.loadClass()，直接 findClass() ↓ ReplaceClassLoader.findClass() ↓ 从文件系统读取 .class 文件 ↓ 如果是 ClassLoaderCustomTestDefault ↓ 用 V2 字节码替换，ASM 改名 ↓ defineClass() 定义类