在上文中，已經介紹了 系統類加載器 以及類加載器的相關機制，還自定制類加載器的方式。接下來就以tomcat6為例看看tomat是如何使用自定制類加載器的。（本介紹是基于tomcat6.0.41，不同版本可能存在差異！）
網上所描述的tomcat類加載器
在網上搜一下“tomcat類加載器”會發現有大量的文章，在此我偷個懶，^_^把網上對tomcat類加載器的描述重說一下吧。
- CommonClassLoader：加載的類目錄通過{tomcat}/conf/catalina.properties中的common.loader指定，以SystemClassLoader為parent(目前默認定義是common.loader=${catalina.base}/lib,${catalina.base}/lib/*.jar,${catalina.home}/lib,${catalina.home}/lib/*.jar)
- CatalinaClassLoader?? ：加載的類目錄通過{tomcat}/conf/catalina.properties中server.loader指定，以CommonClassLoader為parent，如果server.loader配置為空，則ServerClassLoader 與CommonClassLoader是同一個(默認server.loader配置為空)
- SharedClassLoader：加載的類目錄通過{tomcat}/conf/catalina.properties中share.loader指定，以CommonClassLoader為parent，如果server.loader配置為空，則CatalinaClassLoader 與CommonClassLoader是同一個(默認share.loader配置為空)
- WebappClassLoader：每個Context一個WebappClassLoader實例，負責加載context的/WEB-INF/lib和/WEB-INF/classes目錄，context間的隔離就是通過不同的WebappClassLoader來做到的。由于類定義一旦加載就不可改變，因此要實現tomcat的context的reload功能，實際上是通過新建一個新的WebappClassLoader來做的，因此reload的做法實際上代價是很高昂的，需要注意的是，JVM內存的Perm區是只吃不拉的，因此拋棄掉的WebappClassLoader加載的類并不會被JVM釋放，因此tomcat的reload功能如果應用定義的類比較多的話，reload幾次就OutOfPermSpace異常了。
- JasperLoader：每個JSP一個JasperLoader實例，與WebappClassLoader做法類似，JSP支持修改生效是通過丟棄舊的JasperLoader，建一個新的JasperLoader來做到的，同樣的，存在輕微的PermSpace的內存泄露的情況
以上對個個classloader的作用做了介紹，但請讀者不要搞混淆了，上邊說的個個類加載器只是類加載器的名字，不是類加載類的名字。上邊的圖是看到網上資料的說明繪制的，但是與實際源碼中的結構還是差異挺大的。（沒有研究是不是因為tomcat的版本所致）。下面就詳細介紹下tomcat源碼中類加載器的組織結構。
tomcat源碼中類加載器的結構分析
首先要說明是tomcat默認配置下的情況。那接下來看看tomcat啟動時的類初始化情況，這是BootStrap類的類初始化方法：
??
private void initClassLoaders() {
try {
commonLoader = createClassLoader("common", null);
if( commonLoader == null ) {
// no config file, default to this loader - we might be in a 'single' env.
commonLoader=this.getClass().getClassLoader();
}
catalinaLoader = createClassLoader("server", commonLoader);
sharedLoader = createClassLoader("shared", commonLoader);
} catch (Throwable t) {
log.error("Class loader creation threw exception", t);
System.exit(1);
}
}
?
可以看到，在創建commonLoader時傳的父類加載器是null。跟蹤下去會發現commonLoader的父類加載器確實是null。有朋友可能想，tomcat在啟動時肯定也要依賴jdk核心庫，parent是null那怎么委托給parent去加載核心庫的類了啊。這里大家不要忘了ClassLoader類的loadClass方法：
try {
if (parent != null) {
c = parent.loadClass(name, false);
} else {
c = findBootstrapClassOrNull(name);//沒有父類加載器時使用bootstrap類加載器
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
// ClassNotFoundException thrown if class not found
// from the non-null parent class loader
}
通過以上initClassLoaders方法我們也能看到catalinaLoader和sharedLoader的父類加載器都是commonLoader，跟上邊圖的類加載器結構符合。但是commonLoader、catalinaLoader和sharedLoader的創建都是依賴tomcat安裝目錄下conf/catalina.properties的配置。默認情況配置是：
- common.loader=${catalina.base}/lib,${catalina.base}/lib/*.jar,${catalina.home}/lib,${catalina.home}/lib/*.jar
- server.loader=
- shared.loader=
由于server.loader和shared.loader的配置為空，所以其實commonLoader、catalinaLoader和sharedLoader都是指向同一個類加載器實例，看代碼如下：（限于篇幅只貼部分代碼）
private ClassLoader createClassLoader(String name, ClassLoader parent)
throws Exception {
String value = CatalinaProperties.getProperty(name + ".loader");
if ((value == null) || (value.equals("")))
return parent;
而他們指向那個類加載器類的實例呢？跟蹤到最后我們發現如下代碼：
StandardClassLoader classLoader = null;
if (parent == null)
classLoader = new StandardClassLoader(array);
else
classLoader = new StandardClassLoader(array, parent);
return (classLoader);
就是StandardClassLoader的實例，下文再對StandardClassLoader進行源碼講解。
接下來再看看webappclassloader的創建過程，webappclassLoader是在WebappLoader類中的createClassLoader方法中通過反射實例化的。下邊是源代碼：
private WebappClassLoader createClassLoader()
throws Exception {
Class clazz = Class.forName(loaderClass);//loaderClass="org.apache.catalina.loader.WebappClassLoader"
WebappClassLoader classLoader = null;
if (parentClassLoader == null) {
parentClassLoader = container.getParentClassLoader();
}
Class[] argTypes = { ClassLoader.class };
Object[] args = { parentClassLoader };
Constructor constr = clazz.getConstructor(argTypes);
classLoader = (WebappClassLoader) constr.newInstance(args);
return classLoader;
}
可以看到他的parent是通過調用container.getParentlassLoader()獲得的（如果對tomcat的結構不熟悉，請看這篇 文章 ）跟蹤到最后我們發現它調用了ContainerBase的這個方法：
public ClassLoader getParentClassLoader() {
if (parentClassLoader != null)
return (parentClassLoader);
if (parent != null) {
return (parent.getParentClassLoader());
}
return (ClassLoader.getSystemClassLoader());
}
通過默認配置下debug可以知道最后是返回的systemclassloader，也就是說WebappClassLoader的父類加載器是systemclassloader也就是 上篇文章 說的App ClassLoader。
（由于JasperLoader本人還沒有做分析，先不進行講解了）
tomcat類加載器的實現方式分析
上文說到了commonLoader、catalinaLoader和sharedLoader都是指向StandardClassLoader的實例，來先看一看StandardClassLoader的源碼實現：
public class StandardClassLoader
extends URLClassLoader
implements StandardClassLoaderMBean {
public StandardClassLoader(URL repositories[]) {
super(repositories);
}
public StandardClassLoader(URL repositories[], ClassLoader parent) {
super(repositories, parent);
}
}
有沒有感到你的意外啊，對的就是這么簡單，這跟我 上篇文章 說的最簡單的實現方式一樣。（上篇文章做了解讀，這里不再做說明了）
我們再來看看webappclassLoader，他的實現類就是org.apache.catalina.loader.WebappClassLoader，此類加載器也是繼承自URLClassLoader，但是它覆蓋了loadClass方法和findClass方法。這個類有三千多行這里就不將代碼全部貼出來了。
public Class loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException {
if (log.isDebugEnabled())
log.debug("loadClass(" + name + ", " + resolve + ")");
Class clazz = null;
// Log access to stopped classloader
if (!started) {
try {
throw new IllegalStateException();
} catch (IllegalStateException e) {
log.info(sm.getString("webappClassLoader.stopped", name), e);
}
}
// (0) 檢查WebappClassLoader之前是否已經load過這個資源
clazz = findLoadedClass0(name);
if (clazz != null) {
if (log.isDebugEnabled())
log.debug(" Returning class from cache");
if (resolve)
resolveClass(clazz);
return (clazz);
}
// (0.1) 檢查ClassLoader之前是否已經load過
clazz = findLoadedClass(name);
if (clazz != null) {
if (log.isDebugEnabled())
log.debug(" Returning class from cache");
if (resolve)
resolveClass(clazz);
return (clazz);
}
// (0.2) 先檢查系統ClassLoader，因此WEB-INF/lib和WEB-INF/classes或{tomcat}/libs下的類定義不能覆蓋JVM 底層能夠查找到的定義(譬如不能通過定義java.lang.Integer替代底層的實現
try {
clazz = system.loadClass(name);
if (clazz != null) {
if (resolve)
resolveClass(clazz);
return (clazz);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
// Ignore
}
// (0.5) Permission to access this class when using a SecurityManager
if (securityManager != null) {
int i = name.lastIndexOf('.');
if (i >= 0) {
try {
securityManager.checkPackageAccess(name.substring(0,i));
} catch (SecurityException se) {
String error = "Security Violation, attempt to use " +
"Restricted Class: " + name;
log.info(error, se);
throw new ClassNotFoundException(error, se);
}
}
}
//這是一個很奇怪的定義，JVM的類加載機制建議先由parent去load，load不到自己再去load(見上篇文章)，而Servelet規范的建議則恰好相反，Tomcat的實現則做個折中，由用戶去決定(context的 delegate定義)，默認使用Servlet規范的建議，即delegate=false
boolean delegateLoad = delegate || filter(name);
// (1) 先由parent去嘗試加載，如上說明，除非設置了delegate，否則這里不執行
if (delegateLoad) {
if (log.isDebugEnabled())
log.debug(" Delegating to parent classloader1 " + parent);
ClassLoader loader = parent;
if (loader == null)
loader = system;
try {
clazz = loader.loadClass(name);
if (clazz != null) {
if (log.isDebugEnabled())
log.debug(" Loading class from parent");
if (resolve)
resolveClass(clazz);
return (clazz);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
;
}
}
// (2) 到WEB-INF/lib和WEB-INF/classes目錄去搜索，細節部分可以再看一下findClass，會發現默認是先搜索WEB-INF/classes后搜索WEB-INF/lib
if (log.isDebugEnabled())
log.debug(" Searching local repositories");
try {
clazz = findClass(name);
if (clazz != null) {
if (log.isDebugEnabled())
log.debug(" Loading class from local repository");
if (resolve)
resolveClass(clazz);
return (clazz);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
;
}
// (3) 由parent再去嘗試加載一下
if (!delegateLoad) {
if (log.isDebugEnabled())
log.debug(" Delegating to parent classloader at end: " + parent);
ClassLoader loader = parent;
if (loader == null)
loader = system;
try {
clazz = loader.loadClass(name);
if (clazz != null) {
if (log.isDebugEnabled())
log.debug(" Loading class from parent");
if (resolve)
resolveClass(clazz);
return (clazz);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
;
}
}
throw new ClassNotFoundException(name);
}
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