tomcat学习笔记Tomcat类加载机制

Posted 2021-07-27 拐柒

tomcat学习笔记（四）Tomcat类加载机制

• 类加载机制
• • jvm的类加载机制
  • 双亲委派机制
  • • 双亲委派机制的作用
  • tomcat类加载机制

类加载机制

java类(.java)->字节码文件（.class）->字节码文件需要被加载到jvm内存中（这个过程就是类加载的过程）
类加载器（Classloader，jvm启动的时候先把类加载器读取到内存当中去，其他的类（比如各种jar中的字节码文件，自己开发的代码编译之后的.class文件等））

tomcat的类加载机制是在jvm类加载机制基础之上进行了一些变动。

jvm的类加载机制

jvm的类加载机制中有一个非常重要的角色ClassLoader，类加载器有自己的体系，jvm内置了几种类加载器，他们之间形成父子关系，通过parent属性来定义这种关系。

类加载器	作用
引导启动类加载器BootstrapClassLoader	c++编写，加载java核⼼库 java.*,⽐如rt.jar中的类，构造ExtClassLoader和AppClassLoader
扩展类加载器 ExtClassLoader	java编写，加载扩展库 JAVA_HOME/lib/ext⽬录下的jar中的类，如classpath中的jre ，javax.*或者java.ext.dir指定位置中的类
系统类加载器SystemClassLoader/AppClassLoader	默认的类加载器，搜索环境变量 classpath 中指明的路径

另外：⽤户可以⾃定义类加载器（Java编写，⽤户⾃定义的类加载器，可加载指定路径的 class ⽂件）
当 JVM 运⾏过程中，⽤户⾃定义了类加载器去加载某些类时，会按照下⾯的步骤（⽗类委托机制）
1） ⽤户⾃⼰的类加载器，把加载请求传给⽗加载器，⽗加载器再传给其⽗加载器，⼀直到加载器树的顶层
2）最顶层的类加载器⾸先针对其特定的位置加载，如果加载不到就转交给⼦类
3）如果⼀直到底层的类加载都没有加载到，那么就会抛出异常 ClassNotFoundException
因此，按照这个过程可以想到，如果同样在 classpath 指定的⽬录中和⾃⼰⼯作⽬录中存放相同的class，会优先加载 classpath ⽬录中的⽂件

双亲委派机制

当某个类加载器需要加载某个.class⽂件时，它⾸先把这个任务委托给他的上级类加载器，递归这个操 作，如果上级的类加载器没有加载，⾃⼰才会去加载这个类。

双亲委派机制的作用

1、防⽌重复加载同⼀个.class。通过委托去向上⾯问⼀问，加载过了，就不⽤再加载⼀遍。保证数据 安全。
2、保证核⼼.class不能被篡改。通过委托⽅式，不会去篡改核⼼.class，即使篡改也不会去加载，即使加载也不会是同⼀个.class对象了。不同的加载器加载同⼀个.class也不是同⼀个.class对象。这样保证了class执⾏安全（如果⼦类加载器先加载，那么我们可以写⼀些与java.lang包中基础类同名 的类， 然后再定义⼀个⼦类加载器，这样整个应⽤使⽤的基础类就都变成我们⾃⼰定义的类了。）

tomcat类加载机制

Tomcat的类加载机制相对于jvm的类加载机制做了一些改变。
没有严格的遵从双亲委派机制，打破了双亲委派机制。
tomcat在原有的类加载机制的层次之下又添加了几个类加载器

1、引导类加载器 和 扩展类加载器 的作⽤不变
2、系统类加载器正常情况下加载的是 CLASSPATH 下的类，但是 Tomcat 的启动脚本并未使⽤该变量，⽽是加载tomcat启动的类，⽐如bootstrap.jar，通常在catalina.bat或者catalina.sh中指定。位于CATALINA_HOME/bin下
3、Common 通⽤类加载器加载Tomcat使⽤以及应⽤通⽤的⼀些类，位于CATALINA_HOME/lib下，
⽐如servlet-api.jar
4、Catalina ClassLoader ⽤于加载服务器内部可⻅类，这些类应⽤程序不能访问
5、Shared ClassLoader ⽤于加载应⽤程序共享类，这些类服务器不会依赖
6、Webapp ClassLoader，每个应⽤程序都会有⼀个独⼀⽆⼆的Webapp ClassLoader，他⽤来加载本应⽤程序 /WEB-INF/classes 和 /WEB-INF/lib 下的类。

tomcat 8.5 默认改变了严格的双亲委派机制
⾸先从 Bootstrap Classloader加载指定的类
如果未加载到，则从 /WEB-INF/classes加载
如果未加载到，则从 /WEB-INF/lib/*.jar 加载
如果未加载到，则依次从 System、Common、Shared 加载（在这最后⼀步，遵从双亲委派机制）