Java ClassLoader 與 Package 機制深度解析：安全邊界的守護者

引人入勝的實驗

package java.lang;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        char[] c = "1234567890".toCharArray();
        String s = new String(0, 10, c); // 調用 String package-private 構造器
    }
}

編譯通過，運行拋出 SecurityException: Prohibited package name: java.lang。為什麼同包卻不能訪問 package-private 成員？

ClassLoader 層級與雙親委派

JVM 內建四級加載器 (優先級遞減)：

1. 啟動類加載器 (Bootstrap)：C++ 實現，載入 JAVA_HOME/lib/rt.jar 核心庫。
2. 擴展類加載器 (Extension)：載入 JAVA_HOME/lib/ext 或 java.ext.dirs 目錄下 JAR。
3. 應用類加載器 (Application/System)：載入 classpath 指定路徑類。
4. 自定義類加載器：用戶繼承 ClassLoader 實現 (網絡、加密、熱插拔)。

雙親委派模型：收到載入請求 → 委派給父加載器 → 父無法載入 → 子自行載入。
核心保護：java.lang.String 由 Bootstrap 載入，自定義 java.lang.Test 由 Application 載入，**不同加載器載入的類即使同包也無法互訪 package-private 成員**，有效防止惡意代碼竊取核心類內部結構。

Package 權限的真實規則

只有同一 ClassLoader 載入的類之間，才享有 package-private 互訪權限。
這是 Java 安全沙箱的基石：核心類與應用類物理隔離在不同命名空間 (ClassLoader + 包名)。

實戰啟示

• 不要嘗試定義 java.*/javax.* 包類，會被 Bootstrap/Extension 拒載或拋安全異常。
• 熱部署、插件系統、模塊化 (JPMS) 均依賴自定義 ClassLoader 隔離命名空間。
• 排查 ClassCastException/LinkageError 時，檢查類是否被多加載器重複載入。

總結

ClassLoader 不僅是類載入器，更是**安全邊界劃分器**。雙親委派 + 命名空間隔離，構建了 Java 獨特的運行時安全模型。