tomcat 学习笔记之 载入器

一、标准web 应用程序的载入器，tomcat 中的载入器

• servlet 容器须要实现一个自定义的载入器
• 因为servlet 容器不能彻底信任运行的servlet 程序
• 使用系统类的载入器，则该类能够访问任何程序，包括本地虚拟机中环境变量classpath 指明的全部类，很是危险
• servlet 应该只容许载入WEB-INF/classes 目录和WEB-INF/lib 目录
• 在 Catalina 中，载入器是 org.apache.catalina.Loader 接口的实例

实现一个自定义的载入器另外一个缘由

• 提供自动重载功能
• WEB-INF/classes 目录和WEB-INF/lib 目录发生变化时，从新加载这些类
• 自动重载功能 实现org.apache.catalina.loader.Reloader 接口 

二、java 的类载入器

• 每次建立类实例，先将类加载到内存中
• 会在java核心类库，以及classpath 变量中指明的目录中扫描相关类
• 找不到抛异常：ClassNotFoundException

三、JVM 三种类载入器

• 引导类载入器（bootstrap class loader）
• 扩展类载入器（extension class loader）
• 系统类载入器（system class loader）
• --------------三个类是父子继承关系，从上到下的顺序

引导类载入器（bootstrap class loader）

•  引导启动java 虚拟机

扩展类载入器（extension class loader）

• 载入标准扩展类目录中的类（jdk/jre/lib/ext）

系统类载入器（system class loader）

• 默认类载入器，搜索classpath指明的 路径和jar文件

类载入器代理模型

• 按照从上到下的顺序载入，优先级递减
• 主要是为了解决类载入过程当中的安全性问题
• 可使用安全管理器来限制某个类或路径的访问
• 举例：某人在硬盘上写上java.lang.Object 会被忽略，而不是覆盖系统的Object类

继承java.lang.ClassLoader 能够实现本身的类载入器

tomcat之因此使用自定义类载入器缘由：

• 为了在载入类中指定某些规则
• 为了缓存已经载入的类
• 为了实现类的预载入，方便使用

四、Loader 接口

在载入web应用程序中须要servlet 类及其相关类时，须要遵照一些明确规则

• 应用程序的servlet 类只能部署在WEB-INF/classes 目录下
• servlet 类不能访问其余路径的类，即便这些类包含在当前tomcat jvm的classpath 路径下
• servlet 类只能访问 WEB-INF/lib 目录下

tomcat 载入器指的是web 应用程序载入器

• 必须实现 org.apache.catalina.Loader 接口
• 实现中会使用 org.apache.catalina.WebappClassLoader

WEB-INF/classes 和WEB-INF/lib 做为仓库被添加到载入器中的

• addRepository 添加一个仓库
• getRepository 获取全部已添加仓库数组对象

tomcat 载入器会和一个Context 级别容器关联

• Context 中一个或多个类被修改了，loader 接口支持自动重载（程序员不须要重启tomcat）
• loader 接口使用 modified方法自动重载
• 配置自动重载

载入器实现会指明，是否委托给一个父类载入器

具体实现中使用了org.apache.catalina.WebappClassLoader 继承自 java.net.URLClassLoader

五、Reloader 接口

• 为了支持类的自动加载

六、WebappLoader 类

• org.apache.catalina.WebappLoader 实现了 Loader 接口
• 其实例就是web 应用程序中的载入器
• 也实现了LifeCycle 接口，其相关联的容器启动和关闭
• 实现了 RunnerAble 接口

调用WebappLoader 的start 方法，会完成如下几项重要工做：

• 建立一个类载入器
• 设置仓库
• 设置类路径
• 设置访问权限
• 启动一个新线程支持自我重载

（1）建立一个类载入器

• 私有字符串变量loaderClass  默认保存的是org.apache.catalina.WebappClassLoader
• 也能够继承WebappClassLoader，实现自定义类加载器（不继承，会抛异常）

（2）设置仓库

• 调用 setRepository 将WEB-INF/classes  目录传入类加载器addRepository
• WEB-INF/lib 目录传入类加载器 setJarPath

（3）设置类路径

（4）设置访问权限

• 启用了安全管理器，使用setPermission 设置相关目录访问权限

（5）开启新线程开启类的从新载入

• WebappLoader 使用一个线程周期性扫描资源的时间戳（时间间隔是变量checkInterval  默认15秒）

七、WebappClassLoader 类（载入器类）

该类设计考虑了优化和安全两个方案

• 缓存以前已经载入的类来提高性能（缓存加载失败的类，下次访问直接抛异常）

安全性

• 不容许载入某些类，写入triggers 变量

• 委托给系统类载入器

（1）类缓存

• 为了达到更好的性能，会缓存已载入的类

能够是本地缓存

• ClassLoader 维护一个Vector 对象，保存已载入的类，防止其被当垃圾回收

WebAppClassLoader 载入的类都是为资源（org.apache.catalina.ResourceEntry的实例）

该实例会保存

• class文件字节流
• 最后修改时间
• Manifest信息（若是来自 jar文件的话）

• 已缓存类会存储在一个叫resourceEntries的hashMap 中，key为载入资源名称

（2）载入类

遵照如下规则

• 因为全部类都已缓存，先检查本地缓存
• 本地缓存没有检查上一层缓存（即ClassLoader 类的 findLoadedClass 方法）
• 两者都没有使用系统类载入器载入（防止web应用程序的类覆盖javaee的类）
• 若启用了SecurityManager ，检查是否容许载入该类；若是不容许，抛出 ClassNotFoundException
• 打开delegate 标志位，或者带载入的类属于包触发器的包名，使用父载入器载入，（父为空，使用系统载入器）
• 从当前仓库中载入相关类
• 当前仓库没有，且标志位delegate 关闭，使用父载入器载入，（父为空，使用系统载入器）
• 仍未找到抛出ClassNotFoundException