ClassLoader in Tomcat[转贴]

ClassLoader in Tomcat

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1 - Tomcat的类载入器的结构

Tomcat Server在启动的时候将构造一个ClassLoader树，以保证模块的类库是私有的
Tomcat Server的ClassLoader结构如下：

        +-----------------------------+

        |         Bootstrap           |

        |             |               |

        |          System             |

        |             |               |

        |          Common             |

        |         /      /            |

        |     Catalina  Shared        |

        |               /    /        |

        |          WebApp1  WebApp2   |

        +-----------------------------+

其中：
- Bootstrap - 载入JVM自带的类和$JAVA_HOME/jre/lib/ext/*.jar
- System - 载入$CLASSPATH/*.class
- Common - 载入$CATALINA_HOME/common/...，它们对TOMCAT和所有的WEB APP都可见
- Catalina - 载入$CATALINA_HOME/server/...，它们仅对TOMCAT可见，对所有的WEB APP都不可见
- Shared - 载入$CATALINA_HOME/shared/...，它们仅对所有WEB APP可见，对TOMCAT不可见（也不必见）
- WebApp? - 载入ContextBase?/WEB-INF/...，它们仅对该WEB APP可见

2 - ClassLoader的工作原理

每个运行中的线程都有一个成员contextClassLoader，用来在运行时动态地载入其它类
系统默认的contextClassLoader是systemClassLoader，所以一般而言java程序在执行时可以使用JVM自带的类、$JAVA_HOME/jre/lib/ext/中的类和$CLASSPATH/中的类
可以使用Thread.currentThread().setContextClassLoader(...);更改当前线程的contextClassLoader，来改变其载入类的行为

ClassLoader被组织成树形，一般的工作原理是：
1) 线程需要用到某个类，于是contextClassLoader被请求来载入该类
2) contextClassLoader请求它的父ClassLoader来完成该载入请求
3) 如果父ClassLoader无法载入类，则contextClassLoader试图自己来载入

注意：WebApp?ClassLoader的工作原理和上述有少许不同：
它先试图自己载入类（在ContextBase?/WEB-INF/...中载入类），如果无法载入，再请求父ClassLoader完成

由此可得：
- 对于WEB APP线程，它的contextClassLoader是WebApp?ClassLoader
- 对于Tomcat Server线程，它的contextClassLoader是CatalinaClassLoader

3 - 部分原代码分析

3.1 - org/apache/catalina/startup/Bootstrap.java

Tomcat Server线程的起点
构造ClassLoader树，并设置Tomcat Server线程的contextClassLoader为catalinaloader
载入若干类，然后转入org.apache.catalina.startup.Catalina类中

//注意三个自己定置的ClassLoader的层次关系：

            // systemClassLoader (root)

            //   +--- commonLoader

            //          +--- catalinaLoader

            //          +--- sharedLoader

[查看代码]

3.2 - org/apache/catalina/startup/ClassLoaderFactory.java

根据设置创建并返回StandardClassLoader的实例

[查看代码]

3.3 - org/apache/catalina/loader/StandardClassLoader.java

类载入器

3.4 - org/apache/catalina/startup/SecurityClassLoad.java

该类仅包含一个静态方法，用来为catalinaLoader载入一些类

[查看代码]

Appendix - 参考

[1] http://jakarta.apache.org/tomcat/中的Tomcat 4.1.x文档Class Loader HOW-TO

在一个JVM中可能存在多个ClassLoader，每个ClassLoader拥有自己的NameSpace。一个ClassLoader只能拥有一个class对象类型的实例，但是不同的ClassLoader可能拥有相同的class对象实例，这时可能产生致命的问题。如ClassLoaderA，装载了类A的类型实例A1，而ClassLoaderB，也装载了类A的对象实例A2。逻辑上讲A1=A2，但是由于A1和A2来自于不同的ClassLoader，它们实际上是完全不同的，如果A中定义了一个静态变量c，则c在不同的ClassLoader中的值是不同的。