Tomcat 类加载器的实现方法及实例代码

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tomcat 内部定义了多个 classloader，以便应用和容器访问不同存储库中的类和资源，同时达到应用间类隔离的目的。

1. java 类加载机制

类加载就是把编译生成的 class 文件，加载到 jvm 内存中（永久代/元空间）。

类加载器之所以能实现类隔离，是因为两个类相等的前提是它们由同一个类加载器加载，否则必定不相等。

jvm 在加载时，采用的是一种双亲委托机制，当类加载器要加载一个类时，加载顺序是：

首先将请求委托给父加载器，如果父加载器找不到要加载的类然后再查找自己的存储库尝试加载

这个机制的好处就是能够保证核心类库不被覆盖。

而按照 servlet 规范的建议，webapp 加载器略有不同，它首先会在自己的资源库中搜索，而不是向上委托，打破了标准的委托机制，来看下 tomcat 的设计和实现。

2. tomcat 类加载器设计

tomcat 整体类加载器结构如下：

其中 jdk 内部提供的类加载器分别是：

bootstrap – 启动类加载器，属于 jvm 的一部分，加载 <java_home>/lib/ 目录下特定的文件extension – 扩展类加载器，加载 <java_home>/lib/ext/ 目录下的类库application – 应用程序类加载器，也叫系统类加载器，加载 classpath 指定的类库

tomcat 自定义实现的类加载器分别是：

common – 父加载器是 appclassloader，默认加载 ${catalina.home}/lib/ 目录下的类库catalina – 父加载器是 common 类加载器，加载 catalina.properties 配置文件中 server.loader 配置的资源，一般是 tomcat 内部使用的资源shared – 父加载器是 common 类加载器，加载 catalina.properties 配置文件中 shared.loader 配置的资源，一般是所有 web 应用共享的资源webappx – 父加载器是 shared 加载器，加载 /web-inf/classes 的 class 和 /web-inf/lib/ 中的 jar 包jasperloader – 父加载器是 webapp 加载器，加载 work 目录应用编译 jsp 生成的 class 文件

在实现时，上图不是继承关系，而是通过组合体现父子关系。tomcat 类加载器的源码类图：

common、catalina 、shared 它们都是 standardclassloader 的实例，在默认情况下，它们引用的是同一个对象。其中 standardclassloader 与 urlclassloader 没有区别；webappclassloader 则按规范实现以下顺序的查找并加载：

从 jvm 内部的 bootstrap 仓库加载从应用程序加载器路径，即 classpath 下加载从 web 程序内的 /web-inf/classes 目录从 web 程序内的 /web-inf/lib 中的 jar 文件从容器 common 加载器仓库，即所有 web 程序共享的资源加载

接下来看下源码实现。

3. 自定义加载器的初始化

common 类加载器是在 bootstrap 的 initclassloaders 初始化的，源码如下：