Java虚拟机--线程上下文类加载器
线程上下文类加载器
通过名字可知，线程上下文类加载，就是当前线程所拥有的类加载器，可通过Thread.currentThread()获取当前线程。
线程上下文类加载器（Thread Context ClassLoader）可以通过java.lang.Thread类的setContextClassLoader()方法设置，创建线程时候未指定的话，则默认从父线程中继承。
那父线程中也没指定呢？那么会默认为应用程序的类加载器。例如：main方法的线程上下文类加载器就是sun.misc.Launcher$AppClassLoader。
前两篇文章中，我们讲解了类加载器的双亲委派模型，该模型的实现是通过类加载器中的parent属性(父加载器)来完成的，默认统一交给最上层类加载器去尝试加载。
那，这个线程上下文类加载器又是干啥的？
在介绍线程上下文类加载前，我们先了解下Java的SPI机制。
线程上下文类加载实现
public class JVMTest6 {
public static void main(String[] agrs) throws ClassNotFoundException {
ClassLoader loader = JVMTest6.class.getClassLoader();
System.out.println(loader); //默认是应用类加载器
//此时获得上下文类加载器：
ClassLoader loader2 = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
System.out.println(loader2);//默认也是应用类加载器
//设置为自定义类加载器：
Thread.currentThread().setContextClassLoader(
new ClassLoaderTest("d:/"));
System.out.println(Thread.currentThread().getContextClassLoader());
//使用自定义类加载器加载：
Class c = Thread.currentThread().getContextClassLoader().loadClass("HelloWorld");
System.out.println(c.getClassLoader());//线程上下文类加载器
ClassLoader loader3 = String.class.getClassLoader();
System.out.println(loader3);//启动类加载器 = null
}
}测试结果：
sun.misc.Launcher$AppClassLoader@41dee0d7
sun.misc.Launcher$AppClassLoader@41dee0d7
ClassLoaderTest@516a4aef
ClassLoaderTest@516a4aef
nullJDBC加载案例分析
介绍完了spi，下来我们来举几个例子进一步说明逆向类加载。
举个简单的例子，mysql是如何获取数据库连接：
public class JVMTest7 {
public static void main(String[] agrs) {
try {
// 注册驱动类
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/testdb";
//通过java库获取数据库连接
Connection conn = java.sql.DriverManager.getConnection(url, "root", "123456");
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}以上就是mysql注册驱动及获取connection的过程。在该流程中，java通过线程上线文类加载器实现了逆向类加载。
(1)通过系统类加载器，加载Driver类---Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver")；底层具体实现：registerDriver()将driver实例注册到java.sql.DriverManager类中，其实就是将com.mysql.jdbc.Driver添加到java.sql.DriverManager类的静态变量CopyOnWriteArrayList集合中。
com.mysql.jdbc.Driver包中：
public class Driver extends NonRegisteringDriver implements java.sql.Driver {
static {
try {
java.sql.DriverManager.registerDriver(new Driver());
} catch (SQLException E) {
throw new RuntimeException("Can't register driver!");
}
}
}(2)通过java.sql.DriverManager注册数据库驱动。首先，来看下DriverManager的静态方法。需要明确的是java.sql.DriverManager位于rt.jar包目录下，该目录下的所有类均由Bootstrap启动类加载器进行加载。
java.sql.DriverManager包中：
static {
//初始化Driver驱动实现类：
loadInitialDrivers();
println("JDBC DriverManager initialized");
}
private static void loadInitialDrivers() {
String drivers;
try {
drivers = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<String>() {
public String run() {
return System.getProperty("jdbc.drivers");
}
});
} catch (Exception ex) {
drivers = null;
}
//通过spi来加载jdbc驱动实现类：
AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() {
public Void run() {
//通过SPI方式，读取META-INF/services下文件中的类：
ServiceLoader<Driver> loadedDrivers = ServiceLoader.load(Driver.class);
Iterator driversIterator = loadedDrivers.iterator();
try{
while(driversIterator.hasNext()) {
driversIterator.next();
}
} catch(Throwable t) {}
return null;
}
});
println("DriverManager.initialize: jdbc.drivers = " + drivers);
if (drivers == null || drivers.equals("")) {
return;
}
String[] driversList = drivers.split(":");
println("number of Drivers:" + driversList.length);
for (String aDriver : driversList) {
try {
println("DriverManager.Initialize: loading " + aDriver);
Class.forName(aDriver, true,
ClassLoader.getSystemClassLoader());
} catch (Exception ex) {
println("DriverManager.Initialize: load failed: " + ex);
}
}
}(3)spi具体实现：
在下面代码中，通过SPI方式来完成java.sql.Driver接口实现类的类加载操作。
java.sql.DriverManager包中：
AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() {
public Void run() {
//通过SPI方式，读取META-INF/services下文件中的类名：
ServiceLoader<Driver> loadedDrivers = ServiceLoader.load(Driver.class);
Iterator driversIterator = loadedDrivers.iterator();
try{
while(driversIterator.hasNext()) {
driversIterator.next();
}
} catch(Throwable t) {}
return null;
}
});获取到ServiceLoader对象后，进行遍历操作，遍历出所有META-INF/services文件夹下的实现类名称，之后再进行Class.forName("")类加载操作。类加载操作在driversIterator.next()中完成。
java.util.ServiceLoader包中：
public static <S> ServiceLoader<S> load(Class<S> service) {
//获取线程上下文类加载器：
ClassLoader cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
//生成ServiceLoader对象：
return ServiceLoader.load(service, cl);
}
public static <S> ServiceLoader<S> load(Class<S> service,
ClassLoader loader){
return new ServiceLoader<>(service, loader);
}
private ServiceLoader(Class<S> svc, ClassLoader cl) {
service = svc;
loader = cl;
reload();
}在获取ServiceLoader对象时，获取了此时线程上下文中的类加载器，将此类加载赋值给ServiceLoader类中的loader成员变量。在后续类加载过程中，都是使用的此类加载来完成。这一步的操作，直接打破了双亲委派模型，实现了逆向类加载。
try{
while(driversIterator.hasNext()) {
driversIterator.next();
}
} catch(Throwable t) {}通过debug发现，driversIterator.next()方法内部会调用Class c = Class.forName(cn, false, loader)方法进行类加载操作。而此时传递的loader就是之前获取的线程上下文类加载器，传递的cn就是META-INF/services文件中的具体实现类。
由于笔者是通过本地的test进行测试，所以上文中涉及到的类加载器都是AppClassLoader系统类加载器。
腾讯云开发者
