Tomcat实现自定义类加载器

时间：2023-03-10 06:43:38
Tomcat实现自定义类加载器

什么是类加载器？

  • 这是官方给的定义

Tomcat实现自定义类加载器

在 Java 虚拟机的实现中，初始类可以作为命令行参数提供。 或者，该实现可以提供一个初始类，该类设置一个类加载器，该类加载器依次加载应用程序。 初始类的其他选择也是可能的，只要它们与上一段中给出的规范一致。

所谓类加载器，就是用于加载Java类到Java虚拟机中的组件，它负责读取Java字节码，并转换成java.lang.Class类的一个实例，使字节码.class 文件得以运行。一般类加载器负责根据一个指定的类找到对应的字节码，然后根据这些字节码定义一个Java类。

类加载器在实际使用中给我们带来的好处是，它可以使Java类动态地加载到JVM中并运行，即可在程序运行时再加载类，提供了很灵活的动态加载方式。

站在程序员的角度来看，Java 类加载器可以分为三种。

  • 启动类加载器(Bootstrap ClassLoader):加载对象是Java核心库，把一些核心的Java类加载进JVM中，这个加载器使用原生代码(C/C++）实现，并不是继承java.lang.ClassLoader，它是所有其他类加载器的最终父加载器，负责加载<JAVA_HOME>/jre/lib目录下JVM指定的类库。其实它属于JVM整体的一部分，JVM一启动就将这些指定的类加载到内存中，避免以后过多的I/O操作，提高系统的运行效率。启动类加载器无法被Java程序直接使用。
  • 扩展类加载器（Extension ClassLoader):加载的对象为Java的扩展库，即加载<JAVA_HOME>/jre/lib/ext目录里面的类。这个类由启动类加载器加载，但因为启动类加载器并非用Java 实现，已经脱离了Java体系，所以如果尝试调用扩展类加载器的getParent()方法获取父加载器会得到null。然而，它的父类加载器是启动类加载器。
  • 应用程序类加载器（(Application ClassLoader):亦叫系统类加载器（System ClassLoader)，它负责加载用户类路径(CLASSPATH)指定的类库，如果程序没有自己定义类加载器，就默认使用应用程序类加载器。它也由启动类加载器加载，但它的父加载类被设置成了扩展类加载器。如果要使用这个加载器，可通过ClassLoader.getSystemClassLoader()获取。

双亲委派

双亲委派模型会在类加载器加载类时首先委托给父类加载器加载，除非父类加载器不能加载才自己加载。

使用双亲委派模型，Java类随着它的加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系，通过这种层次模型，可以避免类的重复加载，也可以避免核心类被不同的类加载器加载到内存中造成冲突和混乱，从而保证了Java核心库的安全。

Tomcat实现自定义类加载器

  • 示范

Tomcat实现自定义类加载器

最*的类加载器Bootstrap是由c++语言写的，所以打印出来是Null

"C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\bin\java.exe" "-javaagent:D:\IntelliJ IDEA 2020.1.1\lib\idea_rt.jar=2921:D:\IntelliJ IDEA 2020.1.1\bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath "C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\charsets.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\deploy.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\cldrdata.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\dnsns.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\jaccess.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\jfxrt.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\localedata.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\nashorn.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\sunec.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\zipfs.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\javaws.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\jce.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\jfr.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\jfxswt.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\jsse.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\management-agent.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\plugin.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\resources.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\rt.jar;

后面的这些就是应用类加载器

D:\original\apache-tomcat-8.5.70-src\target\classes;D:\software\maven_repository\org\easymock\easymock\3.4\easymock-3.4.jar;D:\software\maven_repository\org\objenesis\objenesis\2.2\objenesis-2.2.jar;D:\software\maven_repository\org\apache\ant\ant\1.7.0\ant-1.7.0.jar;D:\software\maven_repository\org\apache\ant\ant-launcher\1.7.0\ant-launcher-1.7.0.jar;D:\software\maven_repository\wsdl4j\wsdl4j\1.6.2\wsdl4j-1.6.2.jar;D:\software\maven_repository\javax\xml\jaxrpc-api\1.1\jaxrpc-api-1.1.jar;D:\software\maven_repository\org\eclipse\jdt\core\compiler\ecj\4.5.1\ecj-4.5.1.jar" org.apache.catalina.startup.Test

sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2

sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@29453f44

null

Process finished with exit code 0

为什么TOMCAT要破坏双亲委派？

我们知道，Tomcat是web容器，那么一个web容器可能需要部署多个应用程序。

不同的应用程序可能会依赖同一个第三方类库的不同版本，但是不同版本的类库中某一个类的全路径名可能是一样的。

如多个应用都要依赖hollis.jar，但是A应用需要依赖1.0.0版本，但是B应用需要依赖1.0.1版本。这两个版本中都有一个类是com.hollis.Test.class。

如果采用默认的双亲委派类加载机制，那么是无法加载多个相同的类。

所以，Tomcat破坏双亲委派原则，提供隔离的机制，为每个web容器单独提供一个WebAppClassLoader加载器。

Tomcat是怎么破坏双亲委派的呢？

  • 通过实现自定义加载器

Tomcat 本身有commonclassloader来管理，不去跟应用程序所冲突

每一个应用都会生成一个类加载器的实例 webclassloader

管理一个目录 这个目录 就是web-inf

这个目录由findclassloader来指定

webclassloader的上一级类加载器就是commonclassloader

整个层级关系就是这样的

双亲委派变五亲委派（不是

webclassloader-->commonclassloader-->appclassloader-->extclassloader-->bootstrapclassloader

Tomcat的类加载机制：为了实现隔离性，优先加载 Web 应用自己定义的类，所以没有遵照双亲委派的约定，每一个应用自己的类加载器——WebAppClassLoader负责加载本身的目录下的class文件，加载不到时再交给CommonClassLoader加载，这和双亲委派刚好相反。

Tomcat实现自定义类加载器

怎么实现一个自定义加载器

  1. 继承Classloder接口

Tomcat实现自定义类加载器

  1. 重写构造方法

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