1 - Tomcat的类载入器的结构
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
Tomcat Server的ClassLoader结构如下：
其中：
- Bootstrap - 载入JVM自带的类和$JAVA_HOME/jre/lib/ext/*.jar
- System - 载入$CLASSPATH/*.class
- Common - 载入$CATALINA_HOME/common/...，它们对TOMCAT和所有的WEB APP都可见
- Catalina - 载入$CATALINA_HOME/server/...，它们仅对TOMCAT可见，对所有的WEB APP都不可见
- Shared - 载入$CATALINA_HOME/shared/...，它们仅对所有WEB APP可见，对TOMCAT不可见（也不必见）
- WebApp? - 载入ContextBase?/WEB-INF/...，它们仅对该WEB APP可见
2 - ClassLoader的工作原理
每个运行中的线程都有一个成员contextClassLoader，用来在运行时动态地载入其它类
系统默认的contextClassLoader是systemClassLoader，所以一般而言java程序在执行时可以使用JVM自带的类、$JAVA_HOME/jre/lib/ext/中的类和$CLASSPATH/中的类
可以使用Thread.currentThread().setContextClassLoader(...);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
注意：WebApp?ClassLoader的工作原理和上述有少许不同：
它先试图自己载入类（在ContextBase?/WEB-INF/...中载入类），如果无法载入，再请求父ClassLoader完成
由此可得：
- 对于WEB APP线程，它的contextClassLoader是WebApp?ClassLoader
- 对于Tomcat Server线程，它的contextClassLoader是CatalinaClassLoader
3 - 部分原代码分析
3.1 - org/apache/catalina/startup/Bootstrap.java
Tomcat Server线程的起点
构造ClassLoader树，并设置Tomcat Server线程的contextClassLoader为catalinaloader
载入若干类，然后转入org.apache.catalina.startup.Catalina类中
---------------------------------------package org.apache.catalina.startup;// JDK类库import java.io.File;import java.io.IOException;import java.lang.reflect.Method;import java.net.MalformedURLException;import java.net.URL;import java.util.ArrayList;// apache自己的类库import org.apache.catalina.loader.Extension;import org.apache.catalina.loader.StandardClassLoader;/** *//** * Boostrap loader for Catalina. This application constructs a class loader * for use in loading the Catalina internal classes (by accumulating all of the * JAR files found in the "server" directory under "catalina.home"), and * starts the regular execution of the container. The purpose of this * roundabout approach is to keep the Catalina internal classes (and any * other classes they depend on, such as an XML parser) out of the system * class path and therefore not visible to application level classes. * * @author Craig R. McClanahan * @version $Revision: 1.36 $ $Date: 2002/04/01 19:51:31 $ *//** *//** * 该类的main方法的主要任务： -------------------------- * * 1，创建TOMCAT自己的类载入器(ClassLoader) +---------------------------+ | Bootstrap | | | | | * System | | | | | Common | | / \ | | Catalina Shared | * +---------------------------+ 其中： - Bootstrap - * 载入JVM自带的类和$JAVA_HOME/jre/lib/ext/*.jar - System - 载入$CLASSPATH/*.class - * Common - 载入$CATALINA_HOME/common/，它们对TOMCAT和所有的WEB APP都可见 - Catalina - * 载入$CATALINA_HOME/server/，它们仅对TOMCAT可见，对所有的WEB APP都不可见 - Shared - * 载入$CATALINA_HOME/shared/，它们仅对所有WEB APP可见，对TOMCAT不可见（也不必见） * 注意：当一个ClassLoader被请求载入一个类时，它首先请求其父ClassLoader完成载入， * 仅当其父ClassLoader无法载入该类时，才试图自己载入该类 2，改变本身线程的默认ClassLoader（本线程就是Tomcat * Server线程，类载入器是catalinaLoader） * 3，让catalinaLoader载入一些类，类的位置在$CATALINA_HOME/server/lib/catalina.jar中 * 4，创建org.apache.catalina.startup.Catalina类的一个实例startupInstance，并为其调用方法： * startupInstance.setParentClassLoader(sharedLoader); * startupInstance.process(args); * * * 有关ClassLoader的说明： ----------------------- * * 每个被DEPLOY的WEB APP都会被创建一个ClassLoader，用来载入该WEB APP自己的类 * 这些类的位置是webappX/WEB-INF/classes/*.class和webappX/WEB-INF/lib/*.jar * * ClassLoader的工作流程是： 1) 收到一个载入类的的请求 2) 请求其父ClassLoader来完成该类的载入 3) * 如果父ClassLoader无法载入，则自己试图完成该类的载入 * * 特别注意WEB APP自己的ClassLoader的实现与众不同： 它先试图从WEB APP自己的目录里载入，如果失败则请求父ClassLoader的代理 * 这样可以让不同的WEB APP之间的类载入互不干扰 * * WEB APP的ClassLoader的层次结构是： +----------------------------+ | Shared | | / \ * | | Webapp1 Webapp2 | +----------------------------+ 故对于一个WEB * APP，其类载入的优先顺序如下： - /WEB-INF/classes/*.class 和 /WEB-INF/lib/*.jar - Bootstrap * classes of JVM - System class loader classes - $CATALINA_HOME/common/ - * $CATALINA_HOME/shared/ * * * 小结： ------ * * 综上分析 - Tomcat Server线程使用的classLoader是Catalina - 每个WEB * APP线程使用的classloader是Webapp? * */public final class Bootstrap { /** *//** * DEBUG级别 */ private static int debug = 0; /** *//** * 脚本执行该程序时，提供以下的系统属性： java.endorsed.dirs="$JAVA_ENDORSED_DIRS" -classpath * "$CLASSPATH" \ java.security.manager \ * java.security.policy=="$CATALINA_BASE"/conf/catalina.policy \ * catalina.base="$CATALINA_BASE" \ catalina.home="$CATALINA_HOME" \ * java.io.tmpdir="$CATALINA_TMPDIR" \ * * @param args * Command line arguments to be processed */ public static void main(String args[]) { // 设置debug for (int i = 0; i < args.length; i++) { if ("-debug".equals(args[i])) debug = 1; } // 设置好系统属性catalina.base，即保证其有值 if (System.getProperty("catalina.base") == null) System.setProperty("catalina.base", getCatalinaHome()); // 创建三个ClassLoader // 这三个对象是通过ClassLoaderFactory的静态方法创建的 // 其实际类型是StandardClassLoader，完成tomcat自定义的类载入 // 这些类对非tomcat及其上的webapp的其它java程序不可见，故用自己的Classloader载入 ClassLoader commonLoader = null; ClassLoader catalinaLoader = null; ClassLoader sharedLoader = null; try { File unpacked[] = new File[1]; File packed[] = new File[1]; File packed2[] = new File[2]; ClassLoaderFactory.setDebug(debug); // $CATALINA_HOME/common/classes/*.class - 未压缩的类 // $CATALINA_HOME/common/endorsed/*.jar - 压缩的类（endorse：支持） // $CATALINA_HOME/common/lib/*.jar - 压缩的类 // 这些类是被tomcat server以及所有的webapp所共享的类，由commonLoader负责载入 unpacked[0] = new File(getCatalinaHome(), "common" + File.separator + "classes"); packed2[0] = new File(getCatalinaHome(), "common" + File.separator + "endorsed"); packed2[1] = new File(getCatalinaHome(), "common" + File.separator + "lib"); commonLoader = ClassLoaderFactory.createClassLoader(unpacked, packed2, null); // $CATALINA_HOME/server/classes/*.class // $CATALINA_HOME/server/lib/*.jar // 这些类是仅被tomcat server使用而对webapp不可见的类，由catalinaLoader负责载入 unpacked[0] = new File(getCatalinaHome(), "server" + File.separator + "classes"); packed[0] = new File(getCatalinaHome(), "server" + File.separator + "lib"); catalinaLoader = ClassLoaderFactory.createClassLoader(unpacked, packed, commonLoader); // $CATALINA_BASE/shared/classes/*.class // $CATALINA_BASE/shared/lib/*.jar // 这些类是仅被tomcat的webapp使用的类，由sharedLoader负责载入 unpacked[0] = new File(getCatalinaBase(), "shared" + File.separator + "classes"); packed[0] = new File(getCatalinaBase(), "shared" + File.separator + "lib"); sharedLoader = ClassLoaderFactory.createClassLoader(unpacked, packed, commonLoader); // 注意三个自己定置的ClassLoader的层次关系： // systemClassLoader (root) // +--- commonLoader // +--- catalinaLoader // +--- sharedLoader } catch (Throwable t) { log("Class loader creation threw exception", t); System.exit(1); } // 为当前的线程更改其contextClassLoader // 一般的线程默认的contextClassLoader是系统的ClassLoader（所有其它自定义ClassLoader的父亲） // 当该线程需要载入类时，将使用自己的contextClassLoader来寻找并载入类 // 更改contextClassLoader可以更改该线程的寻找和载入类的行为，但不影响到其它线程 // 注意！Tomcat Server线程使用的是catalinaLoader Thread.currentThread().setContextClassLoader(catalinaLoader); // Load our startup class and call its process() method try { // 预载入catalinalLoader的一些类 SecurityClassLoad.securityClassLoad(catalinaLoader); // 获得tomcat的启动类：org.apache.catalina.startup.Catalina，并创建该类的一个实例 if (debug >= 1) log("Loading startup class"); Class startupClass = catalinaLoader .loadClass("org.apache.catalina.startup.Catalina"); Object startupInstance = startupClass.newInstance(); // 设置startupInstance的父ClassLoader，相当于执行： // Catalina startupInstance = new Catailina(); // startupInstance.setParentClassLoader(sharedLoader); // 详情参考类org.apache.catalina.startup.Catalina if (debug >= 1) log("Setting startup class properties"); String methodName = "setParentClassLoader"; Class paramTypes[] = new Class[1]; paramTypes[0] = Class.forName("java.lang.ClassLoader"); Object paramValues[] = new Object[1]; paramValues[0] = sharedLoader; Method method = startupInstance.getClass().getMethod(methodName, paramTypes); method.invoke(startupInstance, paramValues); // 使用main方法获得的参数args来执行process方法，相当于： // startupInstance.process(args); // 详情参考类org.apache.catalina.startup.Catalina if (debug >= 1) log("Calling startup class process() method"); methodName = "process"; paramTypes = new Class[1]; paramTypes[0] = args.getClass(); paramValues = new Object[1]; paramValues[0] = args; method = startupInstance.getClass().getMethod(methodName, paramTypes); method.invoke(startupInstance, paramValues); } catch (Exception e) { System.out.println("Exception during startup processing"); e.printStackTrace(System.out); System.exit(2); } } /** *//** * 返回$CATALINA_HOME变量。如果该变量没有定义，则将之赋值为用户的当前工作目录。 */ private static String getCatalinaHome() { return System.getProperty("catalina.home", System .getProperty("user.dir")); } /** *//** * 返回$CATALINA_BASE变量。如果该变量没有定义，则将之赋值为$CATALINA_HOME。 */ private static String getCatalinaBase() { return System.getProperty("catalina.base", getCatalinaHome()); } /** *//** * 输出LOG信息。 */ private static void log(String message) { System.out.print("Bootstrap: "); System.out.println(message); } /** *//** * 输出由异常引起的LOG信息。 */ private static void log(String message, Throwable exception) { log(message); exception.printStackTrace(System.out); }}
-------------------------------------------------------- +-----------------------------+
| Bootstrap |
| | |
| System |
| | |
| Common |
| / \ |
| Catalina Shared |
| / \ |
| WebApp1 WebApp2 |
+-----------------------------+还有很多让我疑惑的地方，转过来慢慢学习。
本文来自CSDN博客，转载请标明出处：http://blog.csdn.net/tangyangbuaa/archive/2008/12/31/3672450.aspx
Tomcat的classloader
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转载自cuijiemin.iteye.com/blog/1057173
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