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Java 中类可被不同 ClassLoader 多次加载的原理与实践

心靈之曲

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发布时间:2026-01-17 22:54:09

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来源于php中文网

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Java 中类可被不同 ClassLoader 多次加载的原理与实践

java 允许同一类文件被多个独立 classloader 分别加载,生成逻辑上互不兼容的 class 对象;这违背直觉但符合双亲委派模型的可扩展设计,常见于 web 容器等需隔离类版本的场景。

在 Java 中,类的唯一性不仅由全限定名决定,更由其加载它的 ClassLoader 实例共同定义。这意味着:example.ToBeLoaded 被 cl1 加载得到的 Class 对象,与被 cl2 加载得到的另一个 Class 对象,在 JVM 内部被视为两个完全不同的类型——即使它们字节码完全相同、来源一致。

你提供的代码中,cl1 和 cl2 均为 URLClassLoader 实例,且均以 Main.class.getClassLoader()(即应用类加载器)为父加载器。按双亲委派模型(Parent Delegation Model),当 cl1.loadClass("example.ToBeLoaded") 被调用时,cl1 会先委托父加载器尝试加载;若父加载器未找到该类(例如 ToBeLoaded 不在 classpath 中),cl1 才会自行从指定 JAR 中加载。同理,cl2 也会走相同流程。

关键点在于:双亲委派仅发生在“单个 ClassLoader 的加载链路中”,并不跨 ClassLoader 实例进行全局协调。cl1 和 cl2 是两个相互独立的对象,各自维护自己的已加载类缓存(definedClasses),彼此之间无共享、无通信。因此,即使它们拥有相同的父加载器、相同的资源路径,只要没有显式缓存或共享机制,就会各自完成一次完整的加载过程。

运行示例代码将输出:

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false
false

说明 child1 与 child2 既不是同一个引用(== 为 false),也不是 equals 意义下的相等(Class.equals() 实际比较的是 ==),印证了二者是 JVM 中两个独立的类元数据实体。

⚠️ 注意事项:

  • 类型强制转换失败:若尝试将 child1.newInstance() 得到的实例赋值给 child2 加载的类型变量(如 example.ToBeLoaded obj = (example.ToBeLoaded) instance;),将抛出 ClassCastException;
  • 反射调用受限:通过 child1.getDeclaredMethod(...) 获取的方法无法直接作用于 child2 加载的实例;
  • instanceof 判定失效:obj instanceof example.ToBeLoaded 的结果取决于 obj 实际所属的 ClassLoader,而非类名本身。

这种机制并非缺陷,而是 Java 类加载体系的关键弹性设计。典型应用场景包括:

  • Servlet 容器(如 Tomcat):每个 Web 应用拥有独立的 WebAppClassLoader,支持不同应用使用不同版本的 commons-collections 等库;
  • OSGi 框架:基于精细的模块化类加载,实现动态安装/卸载 Bundle;
  • 热部署与插件系统:通过创建新 ClassLoader 加载更新后的类,避免重启进程。

✅ 总结:判断两个 Class 是否“相同”,必须同时满足两个条件:

  1. 全限定类名完全一致;
  2. 加载它们的 ClassLoader 实例相同(class1.getClassLoader() == class2.getClassLoader())。
    仅比对类名或字节码内容(如 SHA256)在 JVM 运行时无意义——JVM 不做运行期字节码等价性校验。

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