java的classLoader分析与jettty的WebAppClassLoader

classLoader，从名字就可以知道，用于加载class的东西。

我们知道在Java中，源文件是会被编译成class文件的，我们的程序的运行也是需要依赖这些编译成字节码的class文件，而这些字节码文件就必须要被classLoader加载到内存之后才能使用。。。如果classLoader无法加载到我们要用的类型的class文件，那么将会抛出classnodfound的异常。。。

先用一张图来整体描述一下java标准中定义的classLoader的层次吧：

在整个定义中，一共有两种类型的加载器：

（1）启动类加载器：Bootstrap ClassLoader，这个类加载器是使用c++语言实现的，它本身就是虚拟机的一部分

（2）其他的类加载器，这些类加载器都是用java语言实现的，独立于虚拟机外部，并且他们都继承自抽象类java.lang.ClassLoader

另外按照功能来分的话可以如下：

（1）启动类加载器，也就是Bootstrap ClassLoader，这个类加载器负责将存放在<JAVA_HOME>/lib目录中的类库加载到虚拟机的内存中，而且它还要识别名字，如果名字不符合，就算放在lib目录中，也不会被加载，这个加载器无法被 java程序所引用。。。

（2）扩展类加载器，Extension ClassLoader，这个加载器负责加载<JAVA_HOME>/lib/ext目录中的类库，也就是扩展类库，java程序中可以直接引用这个加载器。。。。

（3）应用程序加载器，Application ClassLoader，它用与负责加载用户类路径上的类库，java程序中可以直接使用这个加载器，而且如果在应用程序中没有自定义过自己的类加载器，那么一般情况下这个就是程序中的默认加载器。。。。也就是loadClass啥的默认都是它了。。。。

另外从上面的图形也可以看成一种层次关系，除了最顶层的启动类加载器之外，其余的加载器都必须要有自己的父加载器（这个是组合实现的，不是继承）。。

这个也就是java中定义的所谓的双亲委派模型：

如果一个类加载器收到了 类加载的请求，那么它首先不会自己去尝试加载这个类，而是将这个请求委派给自己的父加载器去完成，每一层的加载器都是，因此任何一个加载请求都会自动传送到顶层的启动类加载器中，只有当自己的父加载器反馈无法完成这个加载请求的时候，子加载器才会去尝试自己去加载。。。。

这个是一个非常重要的定义，因为它限定了java在api方面的统一，越基础的类那么就由越基础的加载器来加载。。。。

（补充：同一个class文件，如果被不同的加载器加载，那么他们将会不相等）

这种双亲委派模型是java中默认以及推荐的模型，我们一般自己实现classLoader的时候也需要遵守这种规范，但是在web容器中就需要打破这种双亲委派模型了。。。

主流的Javaweb服务器，如tomcat，jetty，weblogic，啥的都有自己定义自己的类加载器。。。

因为在同一个服务器上我们会部署多个web应用程序，那么就需要这些web应用程序代码之间实现相互的隔离，而且web程序的类库还需要与服务器之间隔离，这样web应用程序的部署才不会影响到web服务器。。。

那么在这里就需要打破双亲委派的模型了。。。而且这里会用到线程上下文类加载器。。。（Thread context classLoader）

上面说了这么多，都是对java的classLoader的方面知识的一些普及，因为其实自己在之前也对这方面的概念都了解很少。。。

那么接下来就可开始来分析jetty中定义的WebAppClassLoader了，它在jetty中用于负责加载web应用程序WEB-INF目录下lib以及classes里面的类库。。说白了就是用于加载web应用程序自己的源代码。。。

先来看看它定义的一些比较重要的属性吧:

[java] view plaincopy

 

 

1. private String _name;   //名字
2. private WebAppContext _context;   //其所关联的webcontext
3. private ClassLoader _parent;   //父classLoader

最开始的是当前loader名字,不知道为啥要有这个名字,感觉也没啥用....第二个参数就是当前classLoader所属的webcontext,这个属性就属于比较重要的了,,...。。。每一个web应用程序都会有一个属于自己的classlaoder，最后一个参数就是前面提到过的父classLoader，仿佛这里看起来是要用于实现上面说过的双亲委派，其实不然。。。

在我们自己定义的web应用程序中，一会用到其余的class代码，例如String，hashmap啥的，那么这里有一个parent，就可以保证可以在parent里面获取他们的class。。。。

那么接下来来看看它的构造函数吧：

[java] view plaincopy

 

 

1. public WebAppClassLoader(WebAppContext context)
2. throws IOException  {
3. this(null,context);
4. }
5. /* ------------------------------------------------------------ */
6. /** Constructor.
7. */
8. //这里可以看出，如果在构建的时候没有提供父亲classLoader，那么将会默认将当前的线程classLoader作为当前的父classLoader
9. public WebAppClassLoader(ClassLoader parent, WebAppContext context)
10. throws IOException {
11. super(new URL[]{},parent!=null?parent
12. :(Thread.currentThread().getContextClassLoader()!=null?Thread.currentThread().getContextClassLoader()
13. :(WebAppClassLoader.class.getClassLoader()!=null?WebAppClassLoader.class.getClassLoader()
14. :ClassLoader.getSystemClassLoader())));
15. _parent=getParent();  //指向当前的parent
16. _context=context;  //保存当前的context
17. if (_parent==null)
18. throw new IllegalArgumentException("no parent classloader!");
19. if (context.getExtraClasspath()!=null) {
20. addClassPath(context.getExtraClasspath());
21. }
22. }

其实这里一般情况下都是会调用第一个构造函数，第二个构造函数主要是要满足父类URLClassLoader的构造，它是java系统类库中的。。。而且到这里就能够知道其实这里默认是将当前的线程上下文classLoader指定为当前的parent，而这个线程上下文classLoader如果没有用户指定的话默认又将是前面提到过的appClassLoader，也就是用于加载用户代码的classLoader。。。。

接下来来看看它定义的loadClass方法吧：

[java] view plaincopy

 

 

1. //加载类，因为每一个webContext 都会有一个自己的classLoader，所以也就是先了web应用程序代码之间的相互隔离
2. protected synchronized Class loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException {
3. Class c= findLoadedClass(name);  //首先在自己这里加载，我们自己定义的代码，引用的jar里面的代码都是在这里加载的
4. ClassNotFoundException ex= null;
5. boolean tried_parent= false;
6. //如果父类加载器优先，或者这里加载的类型是系统类型，例如"java.","javax.servlet.","javax.xml.",那么由父类加载器来加载
7. //不过webapp的代码父类加载器肯定是加载不倒的
8. if (c == null && _parent!=null && (_context.isParentLoaderPriority() || isSystemPath(name)) ) {
9. tried_parent= true;
10. try {
11. //这里的parent就是appclassLoader
12. c= _parent.loadClass(name);  //由父类加载，一些系统代码，例如hashMap，set啥的都在这里加载，还有jetty定义的也在这里加载，例如org.mortbay.servlet.NoJspServlet
13. if (Log.isDebugEnabled())
14. Log.debug("loaded " + c);
15. }  catch (ClassNotFoundException e) {
16. ex= e;
17. }
18. }
19. if (c == null) {
20. try  {
21. c= this.findClass(name);  //这里是从当前classLoader的路径下面去加载
22. } catch (ClassNotFoundException e) {
23. ex= e;
24. }
25. }
26. if (c == null && _parent!=null && !tried_parent && !isServerPath(name) )
27. c= _parent.loadClass(name);
28. if (c == null)
29. throw ex;
30. if (resolve)
31. resolveClass(c);
32. if (Log.isDebugEnabled())
33. Log.debug("loaded " + c+ " from "+c.getClassLoader());
34. return c;
35. }

这段代码其实还算是比较的简单吧。。。这里就可以知道指定parent的重要作用了。。。因为毕竟在我们自己的代码中也会有调用一些类库中的代码。。。而在parent中，却无法加载到我们自己定义的class文件。。。也就实现代码与jetty 服务器本身的隔离。。。。

又因为每一个web应用程序都有自己的classLoader，也就是先了在同一个服务器下，不同的app之间的代码隔离。。。

最后再来补充两个方法吧：

[java] view plaincopy

 

 

1. //添加class或者jar的路径，如果是文件夹路径的话，那么路径应该以/  结尾
2. public void addClassPath(String classPath)
3. throws IOException {
4. if (classPath == null)
5. return;
6. StringTokenizer tokenizer= new StringTokenizer(classPath, ",;");  //有可能一次性传入多个classLoader
7. while (tokenizer.hasMoreTokens()) {
8. /*
9. * file:/C:/Users/js/AppData/Local/Temp/Jetty_127_0_0_1_80_manager.war__manager__.24ly2g/webapp/WEB-INF/classes/
10. file:/C:/Users/js/AppData/Local/Temp/Jetty_127_0_0_1_80_manager.war__manager__.24ly2g/webapp/WEB-INF/lib/aopalliance-1.0.jar
11. file:/C:/Users/js/AppData/Local/Temp/Jetty_127_0_0_1_80_manager.war__manager__.24ly2g/webapp/WEB-INF/lib/commons-collections-3.1.jar
12. */
13. Resource resource= Resource.newResource(tokenizer.nextToken());  //获取当前路径的resource对象
14. if (Log.isDebugEnabled())
15. Log.debug("Path resource=" + resource);
16. // Resolve file path if possible
17. File file= resource.getFile();  //获取当前的文件
18. if (file != null) {
19. URL url= resource.getURL();  //获取url
20. addURL(url);   //这个是父类的方法，将会加载这个路径下的class或者jar资源
21. } else {
22. // Add resource or expand jar/
23. if (!resource.isDirectory() && file == null)
24. {
25. InputStream in= resource.getInputStream();
26. File tmp_dir=_context.getTempDirectory();
27. if (tmp_dir==null)
28. {
29. tmp_dir = File.createTempFile("jetty.cl.lib",null);
30. tmp_dir.mkdir();
31. tmp_dir.deleteOnExit();
32. }
33. File lib= new File(tmp_dir, "lib");
34. if (!lib.exists())
35. {
36. lib.mkdir();
37. lib.deleteOnExit();
38. }
39. File jar= File.createTempFile("Jetty-", ".jar", lib);
40. jar.deleteOnExit();
41. if (Log.isDebugEnabled())
42. Log.debug("Extract " + resource + " to " + jar);
43. FileOutputStream out = null;
44. try
45. {
46. out= new FileOutputStream(jar);
47. IO.copy(in, out);
48. }
49. finally
50. {
51. IO.close(out);
52. }
53. URL url= jar.toURL();
54. addURL(url);
55. } else {
56. URL url= resource.getURL();
57. addURL(url);  //添加class的搜索路径
58. }
59. }
60. }
61. }
62. //添加jar包或压缩文件
63. public void addJars(Resource lib)  {
64. if (lib.exists() && lib.isDirectory())
65. {
66. String[] files=lib.list();  //获取当前文件夹下面的所有文件
67. //遍历下面的所有文件
68. for (int f=0;files!=null && f<files.length;f++)  {
69. try {
70. Resource fn=lib.addPath(files[f]);    //获取这个文件的resource
71. String fnlc=fn.getName().toLowerCase();
72. //判断文件的扩展名是否正确
73. if (fnlc.endsWith(".jar") || fnlc.endsWith(".zip"))  {
74. String jar=fn.toString();
75. jar=StringUtil.replace(jar, ",", "%2C");
76. jar=StringUtil.replace(jar, ";", "%3B");
77. addClassPath(jar); //调用addClassPath来将jar包加载
78. }
79. }  catch (Exception ex) {
80. Log.warn(Log.EXCEPTION,ex);
81. }
82. }
83. }
84. }

这两个方法的定义应该从名字就能够知道是干嘛的。。用于加载jar包或者class文件的。。最终是通过父类的addUrl的方法来实现这些源文件的加载。。。

好了，到这里jetty中定义的webappclassLoader就算是比较清楚了。。不过比较遗憾没有去分析它的父类URLClassLoader，从而对java的整个classLoader有更深的了解。。以后有机会的话看看吧。。

这样子就可以开始看jetty中如何创建webContext以及启动这些web应用程序了。。。

classLoader，从名字就可以知道，用于加载class的东西。

我们知道在Java中，源文件是会被编译成class文件的，我们的程序的运行也是需要依赖这些编译成字节码的class文件，而这些字节码文件就必须要被classLoader加载到内存之后才能使用。。。如果classLoader无法加载到我们要用的类型的class文件，那么将会抛出classnodfound的异常。。。

先用一张图来整体描述一下java标准中定义的classLoader的层次吧：

在整个定义中，一共有两种类型的加载器：

（1）启动类加载器：Bootstrap ClassLoader，这个类加载器是使用c++语言实现的，它本身就是虚拟机的一部分

（2）其他的类加载器，这些类加载器都是用java语言实现的，独立于虚拟机外部，并且他们都继承自抽象类java.lang.ClassLoader

另外按照功能来分的话可以如下：

（1）启动类加载器，也就是Bootstrap ClassLoader，这个类加载器负责将存放在<JAVA_HOME>/lib目录中的类库加载到虚拟机的内存中，而且它还要识别名字，如果名字不符合，就算放在lib目录中，也不会被加载，这个加载器无法被 java程序所引用。。。

（2）扩展类加载器，Extension ClassLoader，这个加载器负责加载<JAVA_HOME>/lib/ext目录中的类库，也就是扩展类库，java程序中可以直接引用这个加载器。。。。

（3）应用程序加载器，Application ClassLoader，它用与负责加载用户类路径上的类库，java程序中可以直接使用这个加载器，而且如果在应用程序中没有自定义过自己的类加载器，那么一般情况下这个就是程序中的默认加载器。。。。也就是loadClass啥的默认都是它了。。。。

另外从上面的图形也可以看成一种层次关系，除了最顶层的启动类加载器之外，其余的加载器都必须要有自己的父加载器（这个是组合实现的，不是继承）。。

这个也就是java中定义的所谓的双亲委派模型：

如果一个类加载器收到了 类加载的请求，那么它首先不会自己去尝试加载这个类，而是将这个请求委派给自己的父加载器去完成，每一层的加载器都是，因此任何一个加载请求都会自动传送到顶层的启动类加载器中，只有当自己的父加载器反馈无法完成这个加载请求的时候，子加载器才会去尝试自己去加载。。。。

这个是一个非常重要的定义，因为它限定了java在api方面的统一，越基础的类那么就由越基础的加载器来加载。。。。

（补充：同一个class文件，如果被不同的加载器加载，那么他们将会不相等）

这种双亲委派模型是java中默认以及推荐的模型，我们一般自己实现classLoader的时候也需要遵守这种规范，但是在web容器中就需要打破这种双亲委派模型了。。。

主流的Javaweb服务器，如tomcat，jetty，weblogic，啥的都有自己定义自己的类加载器。。。

因为在同一个服务器上我们会部署多个web应用程序，那么就需要这些web应用程序代码之间实现相互的隔离，而且web程序的类库还需要与服务器之间隔离，这样web应用程序的部署才不会影响到web服务器。。。

那么在这里就需要打破双亲委派的模型了。。。而且这里会用到线程上下文类加载器。。。（Thread context classLoader）

上面说了这么多，都是对java的classLoader的方面知识的一些普及，因为其实自己在之前也对这方面的概念都了解很少。。。

那么接下来就可开始来分析jetty中定义的WebAppClassLoader了，它在jetty中用于负责加载web应用程序WEB-INF目录下lib以及classes里面的类库。。说白了就是用于加载web应用程序自己的源代码。。。

先来看看它定义的一些比较重要的属性吧:

[java] view plaincopy

 

 

1. private String _name;   //名字
2. private WebAppContext _context;   //其所关联的webcontext
3. private ClassLoader _parent;   //父classLoader

最开始的是当前loader名字,不知道为啥要有这个名字,感觉也没啥用....第二个参数就是当前classLoader所属的webcontext,这个属性就属于比较重要的了,,...。。。每一个web应用程序都会有一个属于自己的classlaoder，最后一个参数就是前面提到过的父classLoader，仿佛这里看起来是要用于实现上面说过的双亲委派，其实不然。。。

在我们自己定义的web应用程序中，一会用到其余的class代码，例如String，hashmap啥的，那么这里有一个parent，就可以保证可以在parent里面获取他们的class。。。。

那么接下来来看看它的构造函数吧：

[java] view plaincopy

 

 

1. public WebAppClassLoader(WebAppContext context)
2. throws IOException  {
3. this(null,context);
4. }
5. /* ------------------------------------------------------------ */
6. /** Constructor.
7. */
8. //这里可以看出，如果在构建的时候没有提供父亲classLoader，那么将会默认将当前的线程classLoader作为当前的父classLoader
9. public WebAppClassLoader(ClassLoader parent, WebAppContext context)
10. throws IOException {
11. super(new URL[]{},parent!=null?parent
12. :(Thread.currentThread().getContextClassLoader()!=null?Thread.currentThread().getContextClassLoader()
13. :(WebAppClassLoader.class.getClassLoader()!=null?WebAppClassLoader.class.getClassLoader()
14. :ClassLoader.getSystemClassLoader())));
15. _parent=getParent();  //指向当前的parent
16. _context=context;  //保存当前的context
17. if (_parent==null)
18. throw new IllegalArgumentException("no parent classloader!");
19. if (context.getExtraClasspath()!=null) {
20. addClassPath(context.getExtraClasspath());
21. }
22. }

其实这里一般情况下都是会调用第一个构造函数，第二个构造函数主要是要满足父类URLClassLoader的构造，它是java系统类库中的。。。而且到这里就能够知道其实这里默认是将当前的线程上下文classLoader指定为当前的parent，而这个线程上下文classLoader如果没有用户指定的话默认又将是前面提到过的appClassLoader，也就是用于加载用户代码的classLoader。。。。

接下来来看看它定义的loadClass方法吧：

[java] view plaincopy

 

 

1. //加载类，因为每一个webContext 都会有一个自己的classLoader，所以也就是先了web应用程序代码之间的相互隔离
2. protected synchronized Class loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException {
3. Class c= findLoadedClass(name);  //首先在自己这里加载，我们自己定义的代码，引用的jar里面的代码都是在这里加载的
4. ClassNotFoundException ex= null;
5. boolean tried_parent= false;
6. //如果父类加载器优先，或者这里加载的类型是系统类型，例如"java.","javax.servlet.","javax.xml.",那么由父类加载器来加载
7. //不过webapp的代码父类加载器肯定是加载不倒的
8. if (c == null && _parent!=null && (_context.isParentLoaderPriority() || isSystemPath(name)) ) {
9. tried_parent= true;
10. try {
11. //这里的parent就是appclassLoader
12. c= _parent.loadClass(name);  //由父类加载，一些系统代码，例如hashMap，set啥的都在这里加载，还有jetty定义的也在这里加载，例如org.mortbay.servlet.NoJspServlet
13. if (Log.isDebugEnabled())
14. Log.debug("loaded " + c);
15. }  catch (ClassNotFoundException e) {
16. ex= e;
17. }
18. }
19. if (c == null) {
20. try  {
21. c= this.findClass(name);  //这里是从当前classLoader的路径下面去加载
22. } catch (ClassNotFoundException e) {
23. ex= e;
24. }
25. }
26. if (c == null && _parent!=null && !tried_parent && !isServerPath(name) )
27. c= _parent.loadClass(name);
28. if (c == null)
29. throw ex;
30. if (resolve)
31. resolveClass(c);
32. if (Log.isDebugEnabled())
33. Log.debug("loaded " + c+ " from "+c.getClassLoader());
34. return c;
35. }

这段代码其实还算是比较的简单吧。。。这里就可以知道指定parent的重要作用了。。。因为毕竟在我们自己的代码中也会有调用一些类库中的代码。。。而在parent中，却无法加载到我们自己定义的class文件。。。也就实现代码与jetty 服务器本身的隔离。。。。

又因为每一个web应用程序都有自己的classLoader，也就是先了在同一个服务器下，不同的app之间的代码隔离。。。

最后再来补充两个方法吧：

[java] view plaincopy

 

 

1. //添加class或者jar的路径，如果是文件夹路径的话，那么路径应该以/  结尾
2. public void addClassPath(String classPath)
3. throws IOException {
4. if (classPath == null)
5. return;
6. StringTokenizer tokenizer= new StringTokenizer(classPath, ",;");  //有可能一次性传入多个classLoader
7. while (tokenizer.hasMoreTokens()) {
8. /*
9. * file:/C:/Users/js/AppData/Local/Temp/Jetty_127_0_0_1_80_manager.war__manager__.24ly2g/webapp/WEB-INF/classes/
10. file:/C:/Users/js/AppData/Local/Temp/Jetty_127_0_0_1_80_manager.war__manager__.24ly2g/webapp/WEB-INF/lib/aopalliance-1.0.jar
11. file:/C:/Users/js/AppData/Local/Temp/Jetty_127_0_0_1_80_manager.war__manager__.24ly2g/webapp/WEB-INF/lib/commons-collections-3.1.jar
12. */
13. Resource resource= Resource.newResource(tokenizer.nextToken());  //获取当前路径的resource对象
14. if (Log.isDebugEnabled())
15. Log.debug("Path resource=" + resource);
16. // Resolve file path if possible
17. File file= resource.getFile();  //获取当前的文件
18. if (file != null) {
19. URL url= resource.getURL();  //获取url
20. addURL(url);   //这个是父类的方法，将会加载这个路径下的class或者jar资源
21. } else {
22. // Add resource or expand jar/
23. if (!resource.isDirectory() && file == null)
24. {
25. InputStream in= resource.getInputStream();
26. File tmp_dir=_context.getTempDirectory();
27. if (tmp_dir==null)
28. {
29. tmp_dir = File.createTempFile("jetty.cl.lib",null);
30. tmp_dir.mkdir();
31. tmp_dir.deleteOnExit();
32. }
33. File lib= new File(tmp_dir, "lib");
34. if (!lib.exists())
35. {
36. lib.mkdir();
37. lib.deleteOnExit();
38. }
39. File jar= File.createTempFile("Jetty-", ".jar", lib);
40. jar.deleteOnExit();
41. if (Log.isDebugEnabled())
42. Log.debug("Extract " + resource + " to " + jar);
43. FileOutputStream out = null;
44. try
45. {
46. out= new FileOutputStream(jar);
47. IO.copy(in, out);
48. }
49. finally
50. {
51. IO.close(out);
52. }
53. URL url= jar.toURL();
54. addURL(url);
55. } else {
56. URL url= resource.getURL();
57. addURL(url);  //添加class的搜索路径
58. }
59. }
60. }
61. }
62. //添加jar包或压缩文件
63. public void addJars(Resource lib)  {
64. if (lib.exists() && lib.isDirectory())
65. {
66. String[] files=lib.list();  //获取当前文件夹下面的所有文件
67. //遍历下面的所有文件
68. for (int f=0;files!=null && f<files.length;f++)  {
69. try {
70. Resource fn=lib.addPath(files[f]);    //获取这个文件的resource
71. String fnlc=fn.getName().toLowerCase();
72. //判断文件的扩展名是否正确
73. if (fnlc.endsWith(".jar") || fnlc.endsWith(".zip"))  {
74. String jar=fn.toString();
75. jar=StringUtil.replace(jar, ",", "%2C");
76. jar=StringUtil.replace(jar, ";", "%3B");
77. addClassPath(jar); //调用addClassPath来将jar包加载
78. }
79. }  catch (Exception ex) {
80. Log.warn(Log.EXCEPTION,ex);
81. }
82. }
83. }
84. }

这两个方法的定义应该从名字就能够知道是干嘛的。。用于加载jar包或者class文件的。。最终是通过父类的addUrl的方法来实现这些源文件的加载。。。

好了，到这里jetty中定义的webappclassLoader就算是比较清楚了。。不过比较遗憾没有去分析它的父类URLClassLoader，从而对java的整个classLoader有更深的了解。。以后有机会的话看看吧。。

这样子就可以开始看jetty中如何创建webContext以及启动这些web应用程序了。。。