深入拆解Tomcat & Jetty:Context 容器

Tomcat 通过 Context 组件来加载管理 Web 应用的。

一、JVM 的类加载器

Java 的类加载,就是把字节码格式“.class”文件加载到 JVM 的方法区,并在 JVM 的堆区建立一个 java.lang.Class 对象的实例,用来封装 Java 类相关的数据和方法。

JVM 并不是在启动时就把所有的“.class”文件都加载一遍,而是程序在运行过程中用到了这个类才去加载。JVM 类加载是由类加载器来完成的,JDK 提供一个抽象类 ClassLoader。

public abstract class ClassLoader {

    // 每个类加载器都有个父加载器
    private final ClassLoader parent;
    
    public Class<?> loadClass(String name) {
  
        // 查找一下这个类是不是已经加载过了
        Class<?> c = findLoadedClass(name);
        
        // 如果没有加载过
        if( c == null ){
          // 先委托给父加载器去加载,注意这是个递归调用
          if (parent != null) {
              c = parent.loadClass(name);
          }else {
              // 如果父加载器为空,查找 Bootstrap 加载器是不是加载过了
              c = findBootstrapClassOrNull(name);
          }
        }
        // 如果父加载器没加载成功,调用自己的 findClass 去加载
        if (c == null) {
            c = findClass(name);
        }
        
        return c;
    }
    
    protected Class<?> findClass(String name){
       //1. 根据传入的类名 name,到在特定目录下去寻找类文件,把.class 文件读入内存
          ...
          
       //2. 调用 defineClass 将字节数组转成 Class 对象
       return defineClass(buf, off, len);
    }
    
    // 将字节码数组解析成一个 Class 对象,用 native 方法实现
    protected final Class<?> defineClass(byte[] b, int off, int len){
       ...
    }
}

当一个类加载器需要加载一个 Java 类时,会先委托父加载器去加载,然后父加载器在自己的加载路径中搜索 Java 类,当父加载器在自己的加载范围内找不到时,才会交还给子加载器加载,这就是双亲委托机制。

这些类加载器的工作原理是一样的,区别是它们的加载路径不同,也就是说 findClass 这个方法查找的路径不同。双亲委托机制是为了保证一个 Java 类在 JVM 中是唯一的。

二、Tomcat 的类加载器

Tomcat 的自定义类加载器 WebAppClassLoader 打破了双亲委托机制,它首先自己尝试去加载某个类,如果找不到再代理给父类加载器,其目的是优先加载 Web 应用自己定义的类。具体实现就是重写 ClassLoader 的两个方法:findClass 和 loadClass。

findClass 方法:

public Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
    ...
    
    Class<?> clazz = null;
    try {
            //1. 先在 Web 应用目录下查找类 
            clazz = findClassInternal(name);
    }  catch (RuntimeException e) {
           throw e;
       }
    
    if (clazz == null) {
    try {
            //2. 如果在本地目录没有找到,交给父加载器去查找
            clazz = super.findClass(name);
    }  catch (RuntimeException e) {
           throw e;
       }
    
    //3. 如果父类也没找到,抛出 ClassNotFoundException
    if (clazz == null) {
        throw new ClassNotFoundException(name);
     }

    return clazz;
}

loadClass 方法:

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