ClassLoader in Tomcat （http://rosonsandy.blogdriver.com/rosonsandy/871539.html）

1 - Tomcat 的類載入器的結構

Tomcat Server 在啟動的時候將構造一個ClassLoader樹，以保證模塊的類庫是私有的
Tomcat Server的ClassLoader結構如下：

??????? +-----------------------------+?

??????? |???????? Bootstrap?????????? |?

??????? |???????????? |???? ??????????|?

??????? |????????? System???????????? |?

??????? |???????????? |?????????????? |?

??????? |????????? Common???????????? |?

??????? |???????? /????? \??????????? |?

??????? |???? Catalina? Shared??????? |?

??????? |?????????????? /??? \??????? |?

???? ????|????????? WebApp1? WebApp2?? |?

??????? +-----------------------------+

其中：
- Bootstrap - 載入JVM自帶的類和$JAVA_HOME/jre/lib/ext/*.jar
- System - 載入$CLASSPATH/*.class
- Common - 載入$CATALINA_HOME/common/...，它們對TOMCAT和所有的WEB APP都可見
- Catalina - 載入$CATALINA_HOME/server/...，它們僅對TOMCAT可見，對所有的WEB APP都不可見
- Shared - 載入$CATALINA_HOME/shared/...，它們僅對所有WEB APP可見，對TOMCAT不可見（也不必見）
- WebApp - 載入ContextBase?/WEB-INF/...，它們僅對該WEB APP可見

2 - ClassLoader 的工作原理

每個運行中的線程都有一個成員contextClassLoader，用來在運行時動態地載入其它類
系統默認的contextClassLoader是systemClassLoader，所以一般而言java程序在執行時可以使用JVM自帶的類、$JAVA_HOME/jre/lib/ext/中的類和$CLASSPATH/中的類
可以使用 Thread.currentThread().setContextClassLoader(...); 更改當前線程的contextClassLoader，來改變其載入類的行為

ClassLoader 被組織成樹形，一般的工作原理是：
1) 線程需要用到某個類，于是contextClassLoader被請求來載入該類
2) contextClassLoader請求它的父ClassLoader來完成該載入請求
3) 如果父ClassLoader無法載入類，則contextClassLoader試圖自己來載入

注意 ：WebApp?ClassLoader的工作原理和上述有少許不同：
它先試圖自己載入類（在ContextBase?/WEB-INF/...中載入類），如果無法載入，再請求父ClassLoader完成

由此可得：
- 對于WEB APP線程，它的contextClassLoader是WebApp?ClassLoader
- 對于Tomcat Server線程，它的contextClassLoader是CatalinaClassLoader

3 類的查找

ClassLoader類中loadClass方法為缺省實現，用下面的順序查找類：

1、調用findLoadedClass方法來檢查是否已經被加載。如果沒有則繼續下面的步驟。

2、如果當前類裝載器有一個指定的委托父裝載器，則用委托父裝載器的loadClass方法加載類，也就是委托給父裝載器加載相應的類。

3、如果這個類裝載器的委托層級體系沒有一個類裝載器加載該類，則使用類裝載器定位類的特定實現機制，調用findClass方法來查找類。

4?- 部分原代碼分析

4.1 - org/apache/catalina/startup/Bootstrap.java

Bootstrap中定義了三個classloader:commonLoader,catalinaLoader,sharedLoader.三者關系如下：

// 注意三個自己定置的ClassLoader的層次關系：?

??????????? // systemClassLoader (root)?

?? ?????????? //?? +--- commonLoader?

??????????? //????????? +--- catalinaLoader?

??????????? //????????? +--- sharedLoader

Tomcat Server 線程的起點
構造ClassLoader樹，通過Thread.currentThread().setContextClassLoader(catalinaLoader)設置當前的classloader為catalinaLoader。
載入若干類，然后轉入org.apache.catalina.startup.Catalina類中

4.2 org.apache.catalina.loader.StandardClassLoader.java

通過看loadClass這個方法來看tomcat是如何加載類的，順序如下：

(0) Check our previously loaded class cache查找已經裝載的class
??????? clazz = findLoadedClass(name);

(1)?If a system class, use system class loader通過系統classloader來裝載class

??????? ClassLoader loader = system;
??????????? clazz = loader.loadClass(name);

(2) Delegate to our parent if requested如果有代理則使用父類classloader

??????????? ClassLoader loader = parent;
??????????? if (loader == null)
??????????????? loader = system;
????????????clazz = loader.loadClass(name);

(3) Search local repositories 查找本地類池，比如$CATALINA_HOME/server

?????????? clazz = findClass(name);

(4) Delegate to parent unconditionally 默認使用代理裝載器

[ 查看代碼]

4.3 - org/apache/catalina/startup/ClassLoaderFactory.java

根據設置創建并返回StandardClassLoader的實例

[ 查看代碼]

4.4 - org/apache/catalina/loader/StandardClassLoader.java

類載入器

4.5 - org/apache/catalina/startup/SecurityClassLoad.java

該類僅包含一個靜態方法，用來為catalinaLoader載入一些類

[ 查看代碼]

Appendix - 參考

[1] http://jakarta.apache.org/tomcat/ 中的Tomcat 4.1.x文檔Class Loader HOW-TO

在一個 JVM 中可能存在多個 ClassLoader ，每個 ClassLoader 擁有自己的 NameSpace 。一個 ClassLoader 只能擁有一個 class 對象類型的實例，但是不同的 ClassLoader 可能擁有相同的 class 對象實例，這時可能產生致命的問題。如 ClassLoaderA ，裝載了類 A 的類型實例 A1 ，而 ClassLoaderB ，也裝載了類 A 的對象實例 A2 。邏輯上講 A1=A2 ，但是由于 A1 和 A2 來自于不同的 ClassLoader ，它們實際上是完全不同的，如果 A 中定義了一個靜態變量 c ，則 c 在不同的 ClassLoader 中的值是不同的。