【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

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