目錄

• 前言
• 1、Tomcat 的類加載器結構圖：
• 2、Tomcat 的類加載流程說明：
• 3、源碼解析：
• 4、為什么tomcat要實現自己的類加載機制：

前言

在前面 Java虛擬機：對象創建過程與類加載機制、雙親委派模型 文章中，我們介紹了 JVM 的類加載機制以及雙親委派模型，雙親委派模型的類加載過程主要分為以下幾個步驟：

（1）初始化 ClassLoader 時需要指定自己的 parent 是誰

（2）先檢查類是否已經被加載過，如果類已經被加載了，直接返回

（3）若沒有加載則調用父加載器 parent 的 loadClass() 方法進行加載

（4）若父加載器為空則默認使用啟動類加載器 bootstrap ClassLoader 進行加載

（5）如果父類加載失敗，拋出 ClassNotFoundException 異常后，再調用自己的 findClass() 方法進行加載。

前面文章也提到，如果想要破壞這種機制，那么就自定義一個類加載器（繼承自 ClassLoader），并重寫其中的 loadClass() 方法，使其不進行雙親委派即可。最經典例子就是 Tomcat 容器的類加載機制了，它實現了自己的類加載器 WebApp ClassLoader，并且打破了雙親委派模型，在每個應用在部署后，都會創建一個唯一的類加載器。

1、Tomcat 的類加載器結構圖：

（1）Common ClassLoader：加載 common.loader 屬性下的 jar，一般是 CATALINA_HOME/lib 目錄下，主要是 tomcat 使用以及應用通用的一些類

（2）Catalina ClassLoader：加載 server.loader 屬性下的 jar，默認未配置路徑，返回其父加載器即 Common ClassLoader，主要是加載服務器內部可⻅類，這些類應⽤程序不能訪問；

（3）Shared Classloader：加載 share.loader 屬性下的jar，默認未配置路徑，返回其父加載器即 Common ClassLoader，主要是加載應⽤程序共享類，這些類對 Tomcat 自己不可見；

只有指定了 tomcat/conf/catalina.properties 配置文件的 server.loader 和 share.loader 項后，才會真正建立 Catalina ClassLoader 和 Shared ClassLoader 的實例，否則在用到這兩個類加載器的地方都會用 Common ClassLoader 的實例代替，而默認的配置文件中是沒有設置這兩個 loader 項的

（4）WebApp ClassLoader：Tomcat 可以存在多個 WebApp ClassLoader 實例，每個應⽤程序都會有⼀個獨⼀⽆⼆的 WebApp ClassLoader，⽤來加載本應⽤程序 /WEB-INF/classes 和 /WEB-INF/lib 下的類。

2、Tomcat 的類加載流程說明：

當 Tomcat 使用 WebAppClassLoader 進行類加載時，具體過程如下：

（1）先在本地 cache 緩存中查找該類是否已經加載過，看看 Tomcat 有沒有加載過這個類

（2）如果 Tomcat 沒有加載過這個類，則從系統類加載器的 cache 緩存中查找是否加載過

（3）如果沒有，則使用 ExtClassLoader 類加載器類加載，重點來了，Tomcat 的 WebAppClassLoader 并沒有先使用 AppClassLoader 來加載類，而是直接使用了 ExtClassLoader 來加載類。不過 ExtClassLoader 依然遵循雙親委派，它會使用 Bootstrap ClassLoader 來對類進行加載，保證了 Jre 里面的核心類不會被重復加載。

比如在 Web 中加載一個 Object 類。WebAppClassLoader → ExtClassLoader → Bootstrap ClassLoader，這個加載鏈，就保證了 Object 不會被重復加載。

（4）如果沒有加載成功，WebAppClassLoader 就會調用自己的 findClass() 方法由自己來對類進行加載，先在 WEB-INF/classes 中加載，再從 WEB-INF/lib 中加載。

（5）如果仍然未加載成功，WebAppclassLoader 會委派給 SharedClassLoader，SharedClassLoad 再委派給 CommonClassLoader，CommonClassLoader 委派給 AppClassLoader，直到最終委派給 BootstrapClassLoader，最后再一層一層地在自己目錄下對類進行加載。

（6）都沒有加載成功的話，拋出異常。

3、源碼解析：

（1）WebAppClassLoader 的 loadClass() 方法源碼：

WebappClassLoader 應用類加載器的 loadClass 在他的父類 WebappClassLoaderBase 中

public Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException {    synchronized (getClassLoadingLock(name)) {Class<?> clazz = null;//1. 先在本地cache查找該類是否已經加載過clazz = findLoadedClass0(name);if (clazz != null) {    if (resolve)resolveClass(clazz);    return clazz;}//2. 從系統類加載器的cache中查找是否加載過clazz = findLoadedClass(name);if (clazz != null) {    if (resolve)resolveClass(clazz);    return clazz;}// 3. 嘗試用ExtClassLoader類加載器類加載(ExtClassLoader 遵守雙親委派，ExtClassLoader 會使用 Bootstrap ClassLoader 對類進行加載)ClassLoader javaseLoader = getJavaseClassLoader();try {    clazz = javaseLoader.loadClass(name);    if (clazz != null) {if (resolve)    resolveClass(clazz);return clazz;    }} catch (ClassNotFoundException e) {    // Ignore}// 4. 嘗試在本地目錄搜索class并加載try {    clazz = findClass(name);    if (clazz != null) {if (resolve)    resolveClass(clazz);return clazz;    }} catch (ClassNotFoundException e) {    // Ignore}// 5. 嘗試用系統類加載器(AppClassLoader)來加載try {    clazz = Class.forName(name, false, parent);    if (clazz != null) {if (resolve)    resolveClass(clazz);return clazz;    }} catch (ClassNotFoundException e) {    // Ignore}     }    //6. 上述過程都加載失敗，拋出異常    throw new ClassNotFoundException(name);}

（2）WebAppClassLoader 的 findClass() 方法源碼：

public Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {    // Ask our superclass to locate this class, if possible    // (throws ClassNotFoundException if it is not found)    Class<?> clazz = null;     // 先在自己的 Web 應用目錄下查找 class    clazz = findClassInternal(name);     // 找不到 在交由父類來處理    if ((clazz == null) && hasExternalRepositories) {  clazz = super.findClass(name);    }    if (clazz == null) { throw new ClassNotFoundException(name);    }    return clazz;}

4、為什么tomcat要實現自己的類加載機制：

WebAppClassLoader 加載類的時候，故意打破了JVM 雙親委派機制，繞開了 AppClassLoader，直接先使用 ExtClassLoader 來加載類。最主要原因是保證部署在同一個 Web 容器上的不同 Web 應用程序所使用的類庫可以實現相互隔離，避免不同項目的相互影響。當然還有其他原因，如：

（1）保證 Web 容器自身的安全不受部署的 Web 應用程序影響，所以 Tomcat 使用的類庫要與部署的應用的類庫相互獨立

（2）保證部分基礎類不會被同時加載，有些類庫 Tomcat 與部署的應用可以共享，比如說 servlet-api

（3）保證部署在同一個 Web 容器的應用之間的類庫可以共享，這聽起來好像主要原因相互矛盾，但其實這很合理，類被類加載器加載到虛擬機后，會存放在方法區的永久代中，如果類庫不能共享，虛擬機的方法區就會很容易出現過度膨脹的風險。比如這時候如果有大量的應用使用 spring 來管理，如果 spring 類庫不能共享，那每個應用的 spring 類庫都會被加載一次，將會是很大的資源浪費。

小結：Tomcat 實際上只有 WebAppClassLoader 加載器中打破了雙親委派，其他類加載器還是遵循雙親委派的。 這樣做最主要原因是保證同個 Web 容器中的不同 Web 應用程序所使用的類庫相互獨立，避免相互影響

參考文章：https://www.jb51.net/article/229561.htm

到此這篇關于Tomcat的類加載機制流程及源碼解析的文章就介紹到這了,更多相關Tomcat類加載機制內容請搜索以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持！