【jvm】通过JDBC为例谈谈双亲委派模型的破坏

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作者：石臻臻, CSDN博客之星Top5、Kafka Contributor 、nacos Contributor、华为云 MVP ,腾讯云TVP, 滴滴Kafka技术专家 、KnowStreaming。

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我们都知道类加载的双亲委派模型

双亲委派模型并不是一个强制约束模型,而是java设计者推荐给开发者的类加载实现方式；但是也会有例外; 今天我们主要来讲一讲类似于SPI这种设计导致的双亲委派模型被“破坏”的情况;

JDBC

不破坏双亲委派模型的情况（不使用JNDI服务）

             // 1.加载数据访问驱动
            Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
            //2.连接到数据"库"上去
            Connection conn= DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/test?characterEncoding=GBK", "root", "");

Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver"); 这句会主动去加载类com.mysql.cj.jdbc.Driver

    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!");
            }
        public Driver() throws SQLException {
            // Required for Class.forName().newInstance()
        }
    }

可以看到，Class.forName()其实触发了静态代码块，然后向DriverManager中注册了一个mysql的Driver实现。这个时候，我们通过DriverManager去获取connection的时候只要遍历当前所有Driver实现，然后选择一个建立连接就可以了

破坏双亲委派模型的情况

在JDBC4.0以后，开始支持使用spi的方式来注册这个Driver，具体做法就是在mysql的jar包中的META-INF/services/java.sql.Driver 文件中指明当前使用的Driver是哪个，然后使用的时候就直接这样就可以了

     Connection conn= DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/test?characterEncoding=GBK", "root", "");

可以看到这里直接获取连接，省去了上面的Class.forName()注册过程。现在，我们分析下看使用了这种spi服务的模式原本的过程是怎样的:

从META-INF/services/java.sql.Driver文件中获取具体的实现类名“com.mysql.cj.jdbc.Driver”
加载这个类，用class.forName("com.mysql.jdbc.Driver")来加载

Class.forName()加载用的是调用者的Classloader, 这个调用者DriverManager是在rt.jar中的，ClassLoader是启动类加载器，而com.mysql.jdbc.Driver肯定不在<JAVA_HOME>/lib下，所以肯定是无法加载mysql中的这个类的。这就是双亲委派模型的局限性了，父级加载器无法加载子级类加载器路径中的类。

如何解决父加载器无法加载子级类加载器路径中的类

我们分析一下，想要正常的加载，启动类加载器肯定不能加载，那么只能用应用类加载器能够加载,那么如果有什么办法能够获取到应用类加载器就可以解决问题了；我们看看 jdk是怎么做的;

线程上下文类加载器

    public class DriverManager {
        static {
            loadInitialDrivers();
            println("JDBC DriverManager initialized");
        }
        private static void loadInitialDrivers() {
            //省略代码
            //这里就是查找各个sql厂商在自己的jar包中通过spi注册的驱动
            ServiceLoader<Driver> loadedDrivers = ServiceLoader.load(Driver.class);
            Iterator<Driver> driversIterator = loadedDrivers.iterator();
            try{
                 while(driversIterator.hasNext()) {
                    driversIterator.next();
                 }
            } catch(Throwable t) {
                    // Do nothing
            }
    
            //省略代码
        }
    }

看这里，加载的时候去获取了一个加载器

        public static <S> ServiceLoader<S> load(Class<S> service) {
            ClassLoader cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
            return ServiceLoader.load(service, cl);
        }

获取线程上下文类加载器Thread.currentThread().getContextClassLoader(); 这个值如果没有特定设置,一般默认使用的是应用程序类加载器;

总结

为了实现SPI这种模式,实现可插拔做出了不符合双亲委派原则行为,但是这种破坏并不具备贬义的感情色彩,只要有足够意义和理由，突破已有的原则就可以认为是一种创新;

对于 线程上下文类加载器 的实现类似于ThreadLocal 将变量传递到整个线程的生命周期; 这里无非就是将ThreadLocal里面存放的是应用类加载器;