再谈ClassLoader(CurrentClassLoader, ParentClassLoader and ContextClassLoader)

受到Tomcat的Catalina的Lifecycle和Container接口的启发，一直想写一个自己的应用服务器，让多个应用在各自的classpath中独立运行，但一直被CurrentClassLoader, ParentClassLoader和ContextClassLoader 所困惑，现在终于弄清楚他们的关系了，希望和大家分享。

我的想法是整个应用服务器被一段类似如下的xml所配置：

<App name="Server">
	<App name="s1" path="...">
		<App name="s1_1" path="..." />
	</App>
	<App name="s2" path="...">
		<App name="s2_1" path="..." />
	</App>
</App>

每一个App都是一个应用，同时也是一个容器，最顶上的App就是这个应用服务器本身。应用服务器本身和应用是完全平等的，每个外层的容器（应用）递归地负责内层所有容器（应用）的生命周期。

path所对应的目录下应该有两个子目录，分别是lib和classes，这两个目录定义了这个应用的classpath，应用之间互相看不到其他应用的classpath，仅内层应用可以看到外层的。

一个问题是，如何启动一个线程，让这个线程里运行的代码从指定的ClassLoader查找类的定义。

为了解决这个问题，我们来看一些代码。我们用下面这三个方法从一个路径生成一个URLClassLoader：

private static ClassLoader createClassLoader(String path) throws Exception {
		List<File> jarList = new ArrayList<File>();
		getClassPath(jarList, new Filter(), new File(path, "lib"));

		List<URL> urlList = new ArrayList<URL>();
		urlList.add(new URL("file:///" + path + "/classes/"));

		for (int i = 0; i < jarList.size(); ++i) {
			urlList.add(new URL("file:///"
					+ ((File) jarList.get(i)).getCanonicalPath()));
		}
		return new URLClassLoader((URL[]) urlList.toArray(new URL[0]), Thread
				.currentThread().getContextClassLoader());
	}

	private static void getClassPath(List<File> list, Filter filter, File f) {
		if (f.exists() && f.isDirectory()) {
			File[] ss = f.listFiles(filter);
			for (int i = 0; i < ss.length; ++i) {
				if (ss[i].isFile()) {
					list.add(ss[i]);
				} else if (ss[i].isDirectory()) {
					getClassPath(list, filter, ss[i]);
				}
			}
		}
	}

	private static class Filter implements FilenameFilter {
		public boolean accept(File dir, String name) {
			File f = new File(dir, name);
			boolean isDir = f.isDirectory();
			boolean isFile = f.isFile();
			boolean isJar = name.toLowerCase().endsWith(".jar");
			boolean isZip = name.toLowerCase().endsWith(".zip");
			return (isFile && (isJar || isZip)) || isDir;
		}
	}

createClassLoader方法从path目录下的lib和classes两个目录下找到类的定义，并返回对应的URLClassLoader。这是第一步。

接下来我们需要启动一个线程（模拟一个App），让这个线程中运行的代码到createClassLoader返回的ClassLoader的classpath中查找类的定义，并且设置新线程（App）的ParentClassLoader成启动这个线程的线程当前ClassLoader，和设置新线程（App）的ContextClassLoader成createClassLoader返回的ClassLoader。我们先看新线程（App）的代码：

package test;
public class T extends Thread {
	public void run() {
		System.out.println("App context: "
				+ Thread.currentThread().getContextClassLoader());
		System.out.println("App parent: "
				+ this.getClass().getClassLoader().getParent());
		System.out.println("App current: " + this.getClass().getClassLoader());

	}
}

最后用一段代码调用启动这个测试程序：

public static void main(String[] args) throws Exception {
		ClassLoader appClassLoader = createClassLoader("D:/P/eclipse/workspace/TestApp");
		Class c = appClassLoader.loadClass("test.T");
		Object t = c.newInstance();

		Method setContextClassLoader = c.getMethod("setContextClassLoader",
				new Class[] { ClassLoader.class });
		setContextClassLoader.invoke(t, appClassLoader);

		Method start = c.getMethod("start", new Class[] {});
		start.invoke(t, new Object[] {});
		System.out.println("Main context: "
				+ Thread.currentThread().getContextClassLoader());
		System.out.println("Main current: " + Test.class.getClassLoader());
		System.out.println("Main parent: "
				+ Test.class.getClassLoader().getParent());

		System.out.println("App ClassLoader: " + appClassLoader);
		System.out.println("Systen ClassLoader: "
				+ ClassLoader.getSystemClassLoader());
	}

输出的结果是：

Main context: sun.misc.Launcher$AppClassLoader@11b86e7
Main current: sun.misc.Launcher$AppClassLoader@11b86e7
Main parent: sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@35ce36
App ClassLoader: java.net.URLClassLoader@addbf1
Systen ClassLoader: sun.misc.Launcher$AppClassLoader@11b86e7
App context: java.net.URLClassLoader@addbf1
App parent: sun.misc.Launcher$AppClassLoader@11b86e7
App current: java.net.URLClassLoader@addbf1

其中Main代表外层容器，App代表内层容器。我们发现，这个时候App的ContextClassLoader和CurrentClassLoader都已经是我们用createClassLoader方法生成的ClassLoader了，而它的ParentClassLoader是外层容器的CurrentClassLoader，是SystemClassLoader在这个例子里。

现在已经没有什么阻止我们自己做出一个应用服务器了。