破坏双亲委派机制的那些事

Z时代
2024-01-10
分类：综合

双亲委派模型的第二次“被破坏”是由这个模型自身的缺陷所导致的，双亲委派很好地解决了各个类加载器的基础类的统一问题（越基础的类由越上层的加载器进行加载），基础类之所以称为“基础”，是因为它们总是作为被用户代码调用的API，但世事往往没有绝对的完美，如果基础类又要调用回用户的代码，那该怎么办？
这并非是不可能的事情，一个典型的例子便是JNDI服务，JNDI现在已经是Java的标准服务，它的代码由启动类加载器去加载（在JDK 1.3时放进去的rt.jar），但JNDI的目的就是对资源进行集中管理和查找，它需要调用由独立厂商实现并部署在应用程序的ClassPath下的JNDI接口提供者（SPI,Service Provider Interface）的代码，但启动类加载器不可能“认识”这些代码啊！那该怎么办？
为了解决这个问题，Java设计团队只好引入了一个不太优雅的设计：线程上下文类加载器（Thread Context ClassLoader）。这个类加载器可以通过java.lang.Thread类的setContextClassLoaser（）方法进行设置，如果创建线程时还未设置，它将会从父线程中继承一个，如果在应用程序的全局范围内都没有设置过的话，那这个类加载器默认就是应用程序类加载器。
有了线程上下文类加载器，就可以做一些“舞弊”的事情了，JNDI服务使用这个线程上下文类加载器去加载所需要的SPI代码，也就是父类加载器请求子类加载器去完成类加载的动作，这种行为实际上就是打通了双亲委派模型的层次结构来逆向使用类加载器，实际上已经违背了双亲委派模型的一般性原则，但这也是无可奈何的事情。Java中所有涉及SPI的加载动作基本上都采用这种方式，例如JNDI、JDBC、JCE、JAXB和JBI等。

一直已来对破坏双亲委派机制的理解也仅限于此，今日再看到这段话对诱惑线程上下文类加载器如何破坏双亲委派不甚疑惑，故查找网上资料结合自身理解作此文以记录。

JDBC中的逆双亲委派机制源码分析

感谢真正理解线程上下文类加载器（多案例分析）的启发。
首先，我们看一下JDBC连接数据库中加载驱动并获取连接的代码。

try{
//加载MySql的驱动类   
        Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
}catch(ClassNotFoundException e){
        System.out.println("找不到驱动程序类 ，加载驱动失败！");
        e.printStackTrace();
}
    String url ="jdbc:mysql://localhost:3306/test";
    String username ="root";
    String password ="root";
try{
        Connection con =  DriverManager.getConnection(url , username , password );
}catch(SQLException se){
        System.out.println("数据库连接失败！");
        se.printStackTrace();
}

以上就是JDBC连接数据并获取连接的代码，那调用这些的方法到底做了些什么呢？
首先，我们用Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver")加载了驱动，Driver的源码很简单，如下

publicclassDriverextendsNonRegisteringDriverimplements java.sql.Driver{
publicDriver()throwsSQLException{
}
static{
try{
DriverManager.registerDriver(newDriver());
}catch(SQLException var1){
thrownewRuntimeException("Can"t register driver!");
}
}
}

我们用系统类加载器加载了com.mysql.jdbc.Driver，类初始化的时候执行静态代码块，静态代码块中将new了一个Driver实例并将他注册到DriverManager中。注意，这里的Driver实例的类加载器是系统类加载器。接下来，我们调用了DriverManager.getConnection(String url,
String user, String password)，其源码如下

    @CallerSensitive
publicstatic Connection getConnection(String url,
        String user, String password) throws SQLException {
        java.util.Properties info =newjava.util.Properties();
if(user !=null){
            info.put("user", user);
}
if(password !=null){
            info.put("password", password);
}
return(getConnection(url, info, Reflection.getCallerClass()));
}

其调用了另一段关键代码，如下

privatestaticConnectiongetConnection(
String url, java.util.Properties info,Class<?> caller)throwsSQLException{
/*
         * 这里要确保类加载不能是BootstrapClassLoader，
         * 因为BootstrapClassLoader不能加载到用户类库(JDBC驱动为用户类库)
         */
ClassLoader callerCL = caller !=null? caller.getClassLoader():null;
synchronized(DriverManager.class){
// synchronize loading of the correct classloader.
if(callerCL ==null){
//获取系统类加载器
                callerCL =Thread.currentThread().getContextClassLoader();
}
}
if(url ==null){
thrownewSQLException("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);
thrownewSQLException("No suitable driver found for "+ url,"08001");
}

这段代码并没有使用ClassLoader

privatestaticbooleanisDriverAllowed(Driver driver,ClassLoader classLoader){
boolean result =false;
if(driver !=null){
Class<?> aClass =null;
try{
                aClass =Class.forName(driver.getClass().getName(),true, classLoader);
}catch(Exception ex){
                result =false;
}
//类加载器与类相同才能确定==
             result =( aClass == driver.getClass())?true:false;
}
return result;
}