Tomcat-正统的类加载器架构

Posted 2020-10-07 anqli_java

主流的Java Web服务器主要有tomcat,Jetty,WebLogic,WebSphere等,这些服务器都实现了自己定义的加载器(一般都有一个或者多个),因为一个功能齐全的服务器,都需要解决如下问题:

• 部署在同一个服务器上的两个Web应用程序使用的Java 类库可以实现相互隔离,这是最基本的要求.两个不同应用程序可能会依赖同一个第三方类库的不同版本的,不能要求一个类库在一个服务器中只有一份,服务器应当保证两个应用程序的类库可以互相独立使用
• 部署在同一个服务器上的两个Web应用程序所使用的Java类库可以互相共享,这个需求也很常见,如果Java类库不能共享使用,虚拟机的方法区很容易出现过度膨胀的风险
• 服务器需要尽可能保证自身安全不受部署的Web应用程序影响.目前有许多主流的Java Web服务器都使用Java语言开发,因此服务器本身也有类库依赖的问题,一般来说,基于安全的考虑,服务器所使用的类库应该与应用程序使用的类库互相独立
• 支持JSP的服务器,大部分都需要支持HotSwap功能(热交换功能)

由于上述的种种问题,在部署Web应用的时候如果只使用一个单独的ClassPath是无法满足需求的,所以各种Web服务器都不约而同的提供了多个ClassPath路径供用户存在第三方类库,这些路径一般都以lib,classes命名,被放置到不同路径的类库,具备不同的访问范围

和服务对象.tomcat服务器划分用户类库结构和类加载描述如下:

在tomcat目录结构中,有三组目录/common/*,/server/*,/shared/*可以用来存放类库,另外还有Web应用程序自身的目录/WEB-INF/*一共四组,把Java类库放在这些目录的含义和区别如下:

• 放置在/common/*目录:这些类库可以被tomcat和所有的web应用程序共同使用
• 放置在/server/*目录:这些类库可以被tomcat使用,所有的web应用程序都不可见
• 放置在/shared/*目录:这些类库可以被所有的web应用程序共同使用,但是对tomcat自己不可见
• 放置在/WEB-INF/*目录:这些类库仅仅对当前的web应用程序使用,对tomcat和其他的web应用程序都是不可见的

为了支持上述这样的目录结构,并对目录里面的类库进行加载和隔离,Tomcat定义了多个类加载器来实现,这些类加载器都是按照经典的双亲委派模型来实现的,其关系如图所示:

主要的类加载器有CommonClassLoader,CatalinaClassLoader,SharedClassLoader和WebappClassLoader,它们分别加载/common/*,/server/*,/shared/*和/WEB-INF/*目录下的类库,其中WebApp加载器和JSP类加载器实例通常会存在多个

每一个web应用程序对应一个webapp类加载器,每一个JSP文件对应一个JSP类加载器.

通过上述的关系图可以看出CommonClassLoader能加载的类都可以被CatalinaClassLoader和SharedClassLoader使用,而CatalinaClassLoader和SharedClassLoader自己能加载的类则与对方相互隔离.WebAppClassLoader可以使用SharedClassLoader

能加载到的类,但是各个WebAppClassLoader实例之间相互隔离,而JasperLoader的加载范围仅仅是这个JSP编译出的那一个Class,它出现的目的就是为了被丢弃:当服务器检测到JSP文件被修改时,会替换掉目前的JasperClassLoader实例,并通过再建一个

新的JSP类加载器来实现JSP文件的HotSwap功能

 

参考资料:深入理解Java虚拟机