本文接下来分析tomcat的类载入器,tomcat需要实现一个自定义的载入器,而不能使用系统类载入器

(1)限制serlvet访问当前运行的java虚拟机中环境变量CLASSPATH指明的路径下的所有类和库,而只允许载入WEB-INF/class目录及其子目录下的类,和从部署的库到WEB-INF/lib目录载入类

(2)提供自动重载的功能,即当WEB-INF/class目录或WEB-INF/lib目录下的类发生变化时,Web应用程序会重新载入这些类

我们先来回顾一下java的类载入器,当我们创建java类的实例时,都必须先将类载入到内存中,java虚拟机使用类载入器来载入需要的类

JVM使用三种类型的类载入器来载入所需要的类,分别为引导类载入器(bootstrap class loader)、扩展类载入器(extensions class loader)和系统类载入器(system class loader)

  • 引导类加载器(bootstrap class loader):它用来加载 Java 的核心库,是用原生代码来实现的,并不继承自 java.lang.ClassLoader。
  • 扩展类加载器(extensions class loader):它用来加载 Java 的扩展库。Java 虚拟机的实现会提供一个扩展库目录。该类加载器在此目录里面查找并加载 Java 类。
  • 系统类加载器(system class loader):它根据 Java 应用的类路径(CLASSPATH)来加载 Java 类。一般来说,Java 应用的类都是由它来完成加载的。可以通过 ClassLoader.getSystemClassLoader()来获取它。

JVM采用一种代理模型的类载入机制,可以解决类载入过程中的安全性问题;每当系统需要载入一个类的时候,会首先调用系统类载入器,而系统类载入器将载入类的任务委派给其父载入器,即扩展类载入器,同样扩展类载入器将载入类的任务委派给其父载入器,即引导类载入器;因此引导类载入器会首先执行载入某个类的任务,如果引导类载入器找不到需要载入的类,那么扩展类载入器尝试载入该类,如果扩展类载入器也找不到该类,就轮到系统类载入器继续执行载入任务。如果系统类载入器还是找不到该类,则会抛出java.lang.ClassNotFoundException异常

Tomcat中的载入器是指Web应用程序载入器,而不仅仅指类载入器,载入器必须实现org.apache.catalina.Loader接口

public interface Loader {

    public ClassLoader getClassLoader();

    public Container getContainer();

    public void setContainer(Container container);

    public DefaultContext getDefaultContext();

    public void setDefaultContext(DefaultContext defaultContext);    

    public boolean getDelegate();

    public void setDelegate(boolean delegate);

    public String getInfo();

    public boolean getReloadable();

    public void setReloadable(boolean reloadable);

    public void addPropertyChangeListener(PropertyChangeListener listener);

    public void addRepository(String repository);

    public String[] findRepositories();

    public boolean modified();

    public void removePropertyChangeListener(PropertyChangeListener listener);
}

下面我们来具体来分析tomcat容器中 Web应用程序载入器的具体实现,即org.apache.catalina.loader.WebappLoader类实现了上面的Loader接口,负责载入Web应用程序中所使用到的类。

WebappLoader类会创建org.apache.catalina.loader.WebappClassLoader类的实例作为其类载入器;

同时WebappLoader类也实现了org.apache.catalina.Lifecycle接口,可以由其相关联的容器来启动或关闭;

此外,WebappLoader类还实现了java.lang.Runnable接口,通过一个线程不断地调用其类载入器的modified()方法。如果modified()方法返回true, WebappLoader的实例会通知其关联的servlet容器(在这里是Context类的实例),然后由Context实例来完成类的重新载入。

当调用WebappLoader类的start()方法时,会完成以下几项重要工作:

(1)创建一个类载入器

(2)设置仓库

(3)设置类路径

(4)设置访问权限

(5)启动一个新线程来支持自动重载

WebappLoader类会调用其私有方法createClassLoader()方法来创建默认的类载入器

 /**
* Create associated classLoader.
*/
private WebappClassLoader createClassLoader()
throws Exception { Class clazz = Class.forName(loaderClass);
WebappClassLoader classLoader = null; if (parentClassLoader == null) {
// Will cause a ClassCast is the class does not extend WCL, but
// this is on purpose (the exception will be caught and rethrown)
classLoader = (WebappClassLoader) clazz.newInstance();
} else {
Class[] argTypes = { ClassLoader.class };
Object[] args = { parentClassLoader };
Constructor constr = clazz.getConstructor(argTypes);
classLoader = (WebappClassLoader) constr.newInstance(args);
} return classLoader; }

String loaderClass 的默认值为org.apache.catalina.loader.WebappClassLoader

启动方法后面的设置仓库、设置类路径、设置访问权限等都与类载入器的初始化相关

WebappLoader类支持自动重载功能,如果WEB-INF/class目录或WEB-INF/lib目录下的某些类被重新编译了,那么这些类会自动重新载入,而无需重启tomcat。WebappLoader类使用一个线程周期性地检查每个资源的时间戳,我们可以调用setCheckInterval()方法设置间隔时间

/**
* The background thread that checks for session timeouts and shutdown.
*/
public void run() { if (debug >= 1)
log("BACKGROUND THREAD Starting"); // Loop until the termination semaphore is set
while (!threadDone) { // Wait for our check interval
threadSleep(); if (!started)
break; try {
// Perform our modification check
if (!classLoader.modified())
continue;
} catch (Exception e) {
log(sm.getString("webappLoader.failModifiedCheck"), e);
continue;
} // Handle a need for reloading
notifyContext();
break; } if (debug >= 1)
log("BACKGROUND THREAD Stopping"); }

在上面run()方法里面的循环中,首先使线程休眠一段时间,然后调用 WebappLoader实例的类载入器的 modified()方法检查已经载入的类是否被修改,肉没有修改则重新执行循环;否则调用私有方法notifyContext(),通知与WebappLoader实例相关联的Context容器重新载入相关类

/**
* Notify our Context that a reload is appropriate.
*/
private void notifyContext() { WebappContextNotifier notifier = new WebappContextNotifier();
(new Thread(notifier)).start(); }

上面方法中的WebappContextNotifier为内部类,实现了Runnable接口

/**
* Private thread class to notify our associated Context that we have
* recognized the need for a reload.
*/
protected class WebappContextNotifier implements Runnable { /**
* Perform the requested notification.
*/
public void run() {
((Context) container).reload();
}
}

下面我们来分析web应用程序中负责载入类的类载入器org.apache.catalina.loader.WebappClassLoader,该类继承自java.net.URLClassLoader,同时实现了org.apache.catalina.loader.Reloader接口

public interface Reloader {

    public void addRepository(String repository);

    public String[] findRepositories();

    public boolean modified();

}

该接口用来与仓库操作相关,同时检查web应用程序中的某个servlet或相关的类是否被修改

每个由WebappClassLoader载入的类,都视为资源,由org.apache.catalina.loader.ResourceEntry类的实例表示,存储了类的相关信息

public class ResourceEntry {

    public long lastModified = -1;

    public byte[] binaryContent = null;

    public Class loadedClass = null;

    public URL source = null;

    public URL codeBase = null;

    public Manifest manifest = null;

    public Certificate[] certificates = null;

}

在WebappClassLoader类中,所有已经缓存的类存储在名为resourceEntries的HashMap类型的变量中,而载入失败的类被存储在另一个名为notFoundResources的HashMap类型的变量中

下面是WebappClassLoader的loadClass()方法的具体实现

public Class loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException {
if (debug >= 2)
log("loadClass(" + name + ", " + resolve + ")");
Class clazz = null; // Don't load classes if class loader is stopped
if (!started) {
log("Lifecycle error : CL stopped");
throw new ClassNotFoundException(name);
} // (0) Check our previously loaded local class cache
clazz = findLoadedClass0(name);
if (clazz != null) {
if (debug >= 3)
log(" Returning class from cache");
if (resolve)
resolveClass(clazz);
return (clazz);
} // (0.1) Check our previously loaded class cache
clazz = findLoadedClass(name);
if (clazz != null) {
if (debug >= 3)
log(" Returning class from cache");
if (resolve)
resolveClass(clazz);
return (clazz);
} // (0.2) Try loading the class with the system class loader, to prevent
// the webapp from overriding J2SE classes
try {
clazz = system.loadClass(name);
if (clazz != null) {
if (resolve)
resolveClass(clazz);
return (clazz);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
// Ignore
} // (0.5) Permission to access this class when using a SecurityManager
if (securityManager != null) {
int i = name.lastIndexOf('.');
if (i >= 0) {
try {
securityManager.checkPackageAccess(name.substring(0,i));
} catch (SecurityException se) {
String error = "Security Violation, attempt to use " +
"Restricted Class: " + name;
System.out.println(error);
se.printStackTrace();
log(error);
throw new ClassNotFoundException(error);
}
}
} boolean delegateLoad = delegate || filter(name); // (1) Delegate to our parent if requested
if (delegateLoad) {
if (debug >= 3)
log(" Delegating to parent classloader");
ClassLoader loader = parent;
if (loader == null)
loader = system;
try {
clazz = loader.loadClass(name);
if (clazz != null) {
if (debug >= 3)
log(" Loading class from parent");
if (resolve)
resolveClass(clazz);
return (clazz);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
;
}
} // (2) Search local repositories
if (debug >= 3)
log(" Searching local repositories");
try {
clazz = findClass(name);
if (clazz != null) {
if (debug >= 3)
log(" Loading class from local repository");
if (resolve)
resolveClass(clazz);
return (clazz);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
;
} // (3) Delegate to parent unconditionally
if (!delegateLoad) {
if (debug >= 3)
log(" Delegating to parent classloader");
ClassLoader loader = parent;
if (loader == null)
loader = system;
try {
clazz = loader.loadClass(name);
if (clazz != null) {
if (debug >= 3)
log(" Loading class from parent");
if (resolve)
resolveClass(clazz);
return (clazz);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
;
}
} // This class was not found
throw new ClassNotFoundException(name); }

在WebappClassLoader实例载入类时,首先是检查缓存,然后再载入指定类(如果设置了安全管理。在代理载入器载入前还要检测类型的安全)

---------------------------------------------------------------------------

本系列How Tomcat Works系本人原创

转载请注明出处 博客园 刺猬的温驯

本人邮箱: chenying998179#163.com (#改为@)

本文链接http://www.cnblogs.com/chenying99/p/3237389.html

How Tomcat Works(十一)的更多相关文章

  1. 攻城狮在路上(肆)How tomcat works(零) 前言说明

    最近几篇是关于How tomcat works一书的读书笔记. 通过数个章节逐渐实现一个tomcat的功能. 源码下载地址:http://zhidao.baidu.com/share/7007af0f ...

  2. How Tomcat works — 四、tomcat启动(3)

    上一节说到StandardService负责启动其子组件:container和connector,不过注意,是有先后顺序的,先启动container,再启动connector,这一节先来看看conta ...

  3. How Tomcat Works(十四)补充

    在How Tomcat Works(十四)中,本人并没有对javax.servlet.Filter及javax.servlet.FilterChain做详细的描述,本文在这里做一下补充 FilterC ...

  4. How Tomcat Works(十八)

    在前面的文章中,如果我们要启动tomcat容器,我们需要使用Bootstrap类来实例化连接器.servlet容器.Wrapper实例和其他组件,然后调用各个对象的set方法将它们关联起来:这种配置应 ...

  5. How Tomcat Works(十七)

    在前面的文章中,已经学会了如何通过实例化一个连接器和容器来获得一个servlet容器,并将连接器和容器相关联:但在前面的文章中只有一个连接器可用,该连接器服务8080端口上的HTTP请求,无法添加另一 ...

  6. How Tomcat Works(十六)

    本文接下来会介绍Host容器和Engine容器,在tomcat的实际部署中,总是会使用一个Host容器:本文介绍Host接口和Engine接口及其相关类 Host容器是org.apache.catal ...

  7. How Tomcat Works(十五)

    本文接下来分析Context容器,Context容器实例表示一个具体的Web应用程序,其中包括一个或多个Wrapper实例:不过Context容器还需要其他的组件支持,典型的如载入器和Session管 ...

  8. How Tomcat Works(十四)

    我们已经知道,在tomcat中有四种类型的servlet容器,分别为Engine.Host.Context 和Wrapper,本文接下来对tomcat中Wrapper接口的标准实现进行说明. 对于每个 ...

  9. How Tomcat Works(十三)

    本文分析tomcat容器的安全管理,servlet技术支持通过配置部署描述器(web.xml文件)来对受限内容进行访问控制:servlet容器是通过一个名为验证器的阀来支持安全限制的,当servlet ...

随机推荐

  1. 新手学vim配置

    我是新手啦,以前都没接触过Vim编辑器,所以感觉不怎么顺手,毕竟还没有用习惯.也没有什么基础,所以在配置的时候就一直在网上查资料....想要把vim编辑器配置成VS的话可以参考这个:http://ww ...

  2. Java 碰撞的球 MovingBall (整理)

    package demo; /** * Java 碰撞的球 MovingBall (整理) * 声明: * 这份源代码没有注释,已经忘记了为什么要写他了,基本上应该是因为当时觉得好玩吧. * 有时候想 ...

  3. 20160125.CCPP详解体系(0004天)

    程序片段(01):宽字符.c 内容概要:宽字符 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <Windows.h> ...

  4. 【J2EE性能分析篇】JVM参数对J2EE性能优化的影响

    一切J2EE应用都是基于JVM的,那么对于JVM的设置和监控,成为J2EE应用程序性能分析和性能优化的必然手段.今天Sincky和大家交流该话题.这里以Tomcat环境为例,其它WEB服务器如Jbos ...

  5. matlab中meshgrid函数的用法

    meshgrid用于从数组a和b产生网格.生成的网格矩阵A和B大小是相同的.它也可以是更高维的.这里的大小指的是,size()函数的大小,size()函数返回的是一个向量, 那么size(A) = s ...

  6. scala学习笔记(3):类

    1 类 (1) scala把主构造函数放到类的定义中,让定义字段及相应方法变得简单起来. class People(age: Int, name: String) scala会自动将这个类变成publ ...

  7. Android Studio 学习 - 基本控件的使用;Intent初学

    Android Studio学习第三天. 今天主要学习 1. RadioButton.CheckBox.RatingBar.SeekBar等基础控件的使用. 结合Delphi中相类似的控件,在这些基本 ...

  8. Arduino中的数据类型范围

    注意int不是4字节而仅仅是2字节!!! int: -32,768 ~ 32,767 (2字节) long: 4字节 http://www.arduino.cc/en/Reference/Int

  9. 【PHP入门到精通】:Ch05:字符串处理

    Ch05: 字符串简介 5.1 字串说明 字符串是指由>=0个字符构成的一串字符,所以叫字符串.这里所说的字符主要包括以下几种类型:数字类型:如1, 2, 3, 4等.字母类型:如果a, b, ...

  10. C/C++中static关键字详解-zz

    静态变量作用范围在一个文件内,程序开始时分配空间,结束时释放空间,默认初始化为0,使用时可以改变其值. 静态变量或静态函数只有本文件内的代码才能访问它,它的名字在其它文件中不可见.用法1:函数内部声明 ...