Java ClassLoader 與 Package 機制深度解析

為深入了解 Java ClassLoader 機制，先做實驗：

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

String 類有一個 package 權限的構造函數 String(int offset, int length, char[] array)，按預設訪問權限，Test 屬於 java.lang 包，理論上可訪問。編譯通過，但運行拋出 SecurityException: Prohibited package name: java.lang。要弄清原因，必須搞懂 ClassLoader 機制。

ClassLoader 機制

Java ClassLoader 動態加載 class，對一個 class 只加載一次。JVM 使用的 ClassLoader 共 4 種，優先級由高到低：

1. 啟動類加載器
2. 標準擴展類加載器
3. 類路徑加載器
4. 網絡類加載器

採用「雙親委派模型」：若網絡類加載器被請求加載 java.lang.Integer，會先將請求發送給上一級類路徑加載器；若上一級返回已加載，則網絡類加載器不再加載；否則才自行加載。類似地，類路徑加載器收到請求後也會先委派給標準擴展類加載器，以此類推。啟動類加載器優先級最高，若它按自己方式找到 java.lang.Integer，下層 ClassLoader 都無法再加載該類，即使你自己寫了一個 java.lang.Integer 也無法取代核心庫的類，因根本無法被下層加載器加載。

Package 權限的真相

Java 語言規定：同一包中無修飾符默為 package 權限，包內類可訪問。但這不夠準確。確切說，只有由同一個 ClassLoader 加載的類才擁有上述 package 權限。例如啟動類加載器加載了 java.lang.String，類路徑加載器加載了我們寫的 java.lang.Test，它們無法互相訪問對方的 package 權限方法。這就阻止了惡意代碼訪問核心類的 package 權限方法。