类加载机制

Tomcat类加载机制

2010年06月24日 星期四 23:27

Tomcat Server在启动的时候将构 造 一个ClassLoader树，以保证模块的类库是私有的

- Bootstrap - 载入JVM自带的类和/jre/lib/ext/*.jar
- System - 载入/*.class
- Common - 载入/common/...，它们对TOMCAT和所有的WEB APP都可见
- Catalina - 载入/server/...，它们仅对TOMCAT可见，对所有的WEB APP都不可见
- Shared - 载入/shared/...，它们仅对所有WEB APP可见，对TOMCAT不可见（也不必见）
- WebApp - 载入ContextBase?/WEB-INF/...，它们仅对该WEB APP可见

每个运行中的线程都有一个成员 contextClassLoader，用来在运行时动态地载入其它类，系统默认的 contextClassLoader是systemClassLoader，所以一般而言java程序在执行时可以使用JVM自带的 类、$JAVA_HOME/jre/lib/ext/中的类和/中的类，可以使用Thread.currentThread(). setContextClassLoade(...);更改当前线程的contextClassLoader，来改变其载入类的行为 ClassLoader被组织成树形，一般的工作原理是：
1) 线程需要用到某个类，于是contextClassLoader被请求来载入该类
2) contextClassLoader请求它的父ClassLoader来完成该载入请求
3) 如果父ClassLoader无法载入类，则contextClassLoader试图自己来载入

二、Websphere类加载机制
Java应用程序运行时，在class执行和被访问之前，它必须通过类加载器加载使之有效，类加载器是JVM代码的一部 分，负责在JVM虚拟机中查找和加载所有的Java 类和本地的lib库。类加载器的不同配置影响到应用程序部署到应用程序服务器上运行时的行为。JVM和WebSphere应用程序服务器提供了多种不同的 类加载器配置，形成一个具有父子关系的分层结构。

如上图所示，WebSphere中类加载器被组织成一个自上而下的层次结构，最上层是系统的运行环境JVM，最下层是具体的应用程序，上下层之间形成父子关系。

JVM Class loader：位于整个层次结构的最上层，它是整个类加载器层次结构的根，因此它没有父类加载器。这个类加载器负责加载JVM类， JVM 扩展类，以及定义在classpath 环境变量上的所有的Java类。
WebSphere Extensions Class loader：WebSphere 扩展类加载器, 它将加载WebSphere的一些runtime 类，资源适配器类等。
WebSphere lib/app Class loader：WebSphere服务器类加载器，它将加载WebSphere安装目录下$(WAS_HOME)/lib/app路径上的类。在WAS v4版本中，WAS使用这个路径在所有的应用程序之间共享jar包。从WAS v5开始，共享库功能提供了一种更好的方式，因此，这个类加载器主要用于一些原有的系统的兼容。
WebSphere "server" Class loader：WebSphere应用服务器类加载器。它定义在这个服务器上的所有的应用程序之间共享的类。WAS v5中有了共享库的概念之后，可以为应用服务器定义多个与共享库相关联的类加载器，他们按照定义的先后顺序形成父子关系。
Application Module Class Loader：应用程序类加载器，位于层次结构的最后一层，用于加载J2EE应用程序。根据应用程序的类加载策略的不同，还可以为Web模块定义自己的类加载器。
关于WebSphere的类加载器的层次结构，以下的几点说明可能更有助于进一步的理解类的查找和加载过程：

每个类加载器负责在自身定义的类路径上进行查找和加载类。
一个子类加载器能够委托它的父类加载器查找和加载类，一个加载类的请求会从子类加载器发送到父类加载器，但是从来不会从父类加载器发送到子类加载器。
一旦一个类被成功加载，JVM 会缓存这个类直至其生命周期结束，并把它和相应的类加载器关联在一起，这意味着不同的类加载器可以加载相同名字的类。
如果一个加载的类依赖于另一个或一些类，那么这些被依赖的类必须存在于这个类的类加载器查找路径上，或者父类加载器查找路径上。
如果一个类加载器以及它所有的父类加载器都无法找到所需的类，系统就会抛出ClassNotFoundExecption异常或者NoClassDefFoundError的错误

类加载器的委托模式

类加载器有一个重要的属性：委托模式（Delegation Mode，有时也称为加载方式：Classloader mode）。委托模式决定了类加载器在查找一个类的时候，是先查找类加载器自身指定的类路径还是先查找父类加载器上的类路径。

类加载器的委托模式有两个取值：

Parent_First：在加载类的时候，在从类加载器自身的类路径上查找加载类之前，首先尝试在父类加载器的类路径上查找和加载类。
Parent_Last：在加载类的时候，首先尝试从自己的类路径上查找加载类，在找不到的情况下，再尝试父类加载器类路径。
有了委托模式的概念，我们可以更加灵活的配置在类加载器的层次结构中类的加载和查找方式。表1中给出了在WebSphere的类加载器层次结构中各个类加载器的委托模式的定义，并给出了不同的类加载器内类的生命周期。

注意：在上表中，"JVM Class loader" 因为在类加载器的最顶层，它没有父类加载器，因此其委托模式为N/A，"WebSphere Extensions Class loader"和"WebSphere lib/app Class loader"的委托模式固定为表中的取值，不可配置，其它的类加载器的委托模式都是可以配置的。