Java中的上下文类加载器（Context ClassLoader）详解

1. 上下文类加载器的基本概念
上下文类加载器是Java线程的一个属性，它允许线程在运行时动态设置一个类加载器。这个机制主要解决了Java SPI（Service Provider Interface）场景下的类加载问题，即父类加载器需要请求子类加载器完成类加载的情况。

2. 双亲委派模型的局限性
在标准的双亲委派模型中，类加载请求总是先委派给父加载器。但在SPI场景下（如JDBC驱动加载），核心接口由启动类加载器加载，而具体实现由应用类加载器加载。由于双亲委派模型限制，启动类加载器无法"看到"应用类加载器加载的类，导致服务发现失败。

3. 上下文类加载器的工作原理

• 每个线程都有一个上下文类加载器，默认继承自父线程
• 可以通过Thread.setContextClassLoader()方法动态设置
• 通过Thread.getContextClassLoader()方法获取当前线程的上下文类加载器

4. SPI服务加载的完整流程
以JDBC驱动加载为例：

// 1. ServiceLoader使用上下文类加载器加载服务实现
ServiceLoader<Driver> drivers = ServiceLoader.load(Driver.class);

// 2. ServiceLoader.load()方法的内部实现
public static <S> ServiceLoader<S> load(Class<S> service) {
    ClassLoader cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
    return new ServiceLoader<>(service, cl);
}

// 3. 驱动管理器注册驱动的典型实现
DriverManager.registerDriver(new com.mysql.cj.jdbc.Driver());

5. 上下文类加载器的设置时机

• 应用启动时，主线程的上下文类加载器默认为应用类加载器
• Web容器通常会为每个请求线程设置合适的上下文类加载器
• 框架代码在执行用户代码前会临时切换上下文类加载器

6. 实际开发中的使用模式

// 保存原来的类加载器
ClassLoader originalClassLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();

try {
    // 临时设置新的类加载器
    Thread.currentThread().setContextClassLoader(customClassLoader);
    
    // 执行需要特定类加载环境的代码
    someSPIService.loadImplementation();
} finally {
    // 恢复原来的类加载器
    Thread.currentThread().setContextClassLoader(originalClassLoader);
}

7. 注意事项与最佳实践

• 避免在库代码中随意修改上下文类加载器
• 修改后务必在finally块中恢复原状
• 理解不同容器（如Tomcat、Spring）的类加载器层次结构
• 在创建新线程时注意上下文类加载器的继承行为

8. 与模块化系统的关系
在Java 9+的模块化系统中，上下文类加载器的作用有所变化，但仍在服务加载和动态代码加载场景中保持重要地位，特别是在需要打破模块隔离的情况下。