Java 類在 Tomcat 中是如何加載的(過程分析)
說到本篇的Tomcat類加載機制,不得不說翻譯學習Tomcat的初衷。
之前實習的時候?qū)W習JavaMelody的源碼,但是它是一個Maven的項目,與我們自己的Web項目整合后無法直接斷點調(diào)試。
后來同事指導,說是直接把Java類復(fù)制到src下就可以了。很納悶....為什么會優(yōu)先加載src下的Java文件(編譯出的class),而不是jar包中的class呢?
現(xiàn)在了解Tomcat的類加載機制,原來一切是這么的簡單。
一、類加載
在JVM中并不是一次性把所有的文件都加載到,而是一步一步的,按照需要來加載。
比如JVM啟動時,會通過不同的類加載器加載不同的類。當用戶在自己的代碼中,需要某些額外的類時,再通過加載機制加載到JVM中,并且存放一段時間,便于頻繁使用。
因此使用哪種類加載器、在什么位置加載類都是JVM中重要的知識。
二、JVM類加載
JVM類加載采用:父類委托機制,如下圖所示:
JVM中包括集中類加載器:
BootStrapClassLoader 引導類加載器
ExtClassLoader 擴展類加載器
AppClassLoader 應(yīng)用類加載器
CustomClassLoader 用戶自定義類加載器
他們的區(qū)別上面也都有說明。需要注意的是,不同的類加載器加載的類是不同的,因此如果用戶加載器1加載的某個類,其他用戶并不能夠使用。
當JVM運行過程中,用戶需要加載某些類時,會按照下面的步驟(父類委托機制):
用戶自己的類加載器,把加載請求傳給父加載器,父加載器再傳給其父加載器,一直到加載器樹的頂層。
最頂層的類加載器首先針對其特定的位置加載,如果加載不到就轉(zhuǎn)交給子類。
如果一直到底層的類加載都沒有加載到,那么就會拋出異常ClassNotFoundException。
因此,按照這個過程可以想到,如果同樣在CLASSPATH指定的目錄中和自己工作目錄中存放相同的class,會優(yōu)先加載CLASSPATH目錄中的文件。
三、Tomcat類加載
在Tomcat中類的加載稍有不同,如下圖:
當Tomcat啟動時,會創(chuàng)建幾種類加載器:
1、Bootstrap 引導類加載器
加載JVM啟動所需的類,以及標準擴展類(位于jre/lib/ext下)
2、System 系統(tǒng)類加載器
加載Tomcat啟動的類,比如bootstrap.jar,通常在catalina.bat或者catalina.sh中指定。位于CATALINA_HOME/bin下。
3、Common 通用類加載器
加載Tomcat使用以及應(yīng)用通用的一些類,位于CATALINA_HOME/lib下,比如servlet-api.jar
4、webapp 應(yīng)用類加載器
每個應(yīng)用在部署后,都會創(chuàng)建一個唯一的類加載器。該類加載器會加載位于 WEB-INF/lib下的jar文件中的class 和 WEB-INF/classes下的class文件。Tomcat 的 Server 文件配置詳解!這篇推薦大家看下。
當應(yīng)用需要到某個類時,則會按照下面的順序進行類加載:
1、使用bootstrap引導類加載器加載
2、使用system系統(tǒng)類加載器加載
3、使用應(yīng)用類加載器在WEB-INF/classes中加載
4、使用應(yīng)用類加載器在WEB-INF/lib中加載
5、使用common類加載器在CATALINA_HOME/lib中加載
四、問題擴展
通過對上面Tomcat類加載機制的理解,就不難明白 為什么Java文件放在Eclipse中的src文件夾下會優(yōu)先jar包中的class?
這是因為Eclipse中的src文件夾中的文件Java以及webContent中的JSP都會在Tomcat啟動時,被編譯成class文件放在 WEB-INF/class中。
而Eclipse外部引用的jar包,則相當于放在 WEB-INF/lib 中。
因此肯定是 Java文件或者JSP文件編譯出的class優(yōu)先加載。
通過這樣,我們就可以簡單的把Java文件放置在src文件夾中,通過對該Java文件的修改以及調(diào)試,便于學習擁有源碼Java文件、卻沒有打包成xxx-source的jar包。
另外呢,開發(fā)者也會因為粗心而犯下面的錯誤。
在 CATALINA_HOME/lib 以及 WEB-INF/lib 中放置了 不同版本的jar包,此時就會導致某些情況下報加載不到類的錯誤。
還有如果多個應(yīng)用使用同一jar包文件,當放置了多份,就可能導致 多個應(yīng)用間 出現(xiàn)類加載不到的錯誤。
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