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Tomcat - 都说Tomcat违背了双亲委派机制，到底对不对？

JVM-白话聊一聊JVM类加载和双亲委派机制源码解析

JVM - 实现自定义的ClassLoader就是这么简单

Tomcat要解决什么问题？

作为一个Web容器，Tomcat要解决什么问题 ， Tomcat 如果使用默认的双亲委派类加载机制能不能行？

1. 我们知道Tomcat可以部署多个应用，不同的应用程序可能会依赖同一个第三方类库的不同版本，不能要求同一个类库在同一个服务器只有一份，因此要保证每个应用程序的类库都是独立的，保证相互隔离 .

   举个例子 假设APP1 使用的是 Spring4 ， APP2 使用的是Spring5 , 毫无疑问 Spring4 和 Spring 5 肯定有 类的全路径一样的类吧，如果使用双亲委派 ，父加载器加载谁？

2. 部署在同一个web容器中相同的类库相同的版本可以共享， 比如jdk的核心jar包，否则，如果服务器有n个应用程序，那么要有n份相同的类库加载进虚拟机。

3. web容器 自己依赖的类库 (tomcat lib目录下)，不能与应用程序的类库混淆。基于安全考虑，应该让容器的类库和程序的类库隔离开来。
   

4. web容器要支持jsp的修改， jsp 文件最终也是要编译成class文件才能在虚拟机中运行， web容器需要支持 jsp 修改后不用重启 ,就是热加载的功能。

结合上面的4个问题，我们看下双亲委派能不能支持？

第一个问题，如果使用默认的类加载器机制，肯定是无法加载两个相同类库的不同版本的，如果使用双亲委派，让父加载器去加载 ，不管你是什么版本的，只要你的全限定类名一样，那肯定只有一份，APP 隔离 无法满足

第二个问题，默认的类加载器是能够实现的，很好理解嘛， 就是双亲委派的功能，保证唯一性。

第三个问题和第一个问题一样。

第四个问题， 要怎么实现jsp文件的热加载呢？ jsp 文件其实也就是class文件，那么如果修改了，但类名还是一样，类加载器会直接取方法区中已经存在的，修改后的jsp是不会重新加载的。那么怎么办呢？可以直接卸载掉这jsp文件的类加载器 .当一个jsp文件修改了，就直接卸载这个jsp类加载器。重新创建类加载器，重新加载jsp文件。 源码详见： org.apache.jasper.servlet.JasperLoader

Tomcat违反了双亲委派机制？

      Bootstrap
          |
       System
          |
       Common
       /     \
  Webapp1   Webapp2 ...

也不尽然，核心的Java的加载还是遵从双亲委派 。

Tomcat中 各个web应用自己的类加载器(WebAppClassLoader)会优先加载，打破了双亲委派机制。加载不到时再交给commonClassLoader走双亲委托 .

模拟Tomcat的webappClassLoader加载自己war包应用内不同版本类实现相互共存与隔离

我们基于JVM - 实现自定义的ClassLoader就是这么简单

package com.gof.facadePattern;

import java.io.FileInputStream;
import java.lang.reflect.Method;

/**
 * @author 小工匠
 * @version v1.0
 * @create 2020-06-11 23:09
 * @motto show me the code ,change the word
 * @blog https://artisan.blog.csdn.net/
 * @description
 **/

public class MyClassLoaderTest {

    static class MyClassLoader extends ClassLoader {
        private String classPath;

        public MyClassLoader(String classPath) {
            this.classPath = classPath;
        }

        private byte[] loadByte(String name) throws Exception {
            name = name.replaceAll("\\.", "/");
            FileInputStream fis = new FileInputStream(classPath + "/" + name
                    + ".class");
            int len = fis.available();
            byte[] data = new byte[len];
            fis.read(data);
            fis.close();
            return data;
        }



        protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
                throws ClassNotFoundException
        {
            synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
                // First, check if the class has already been loaded
                Class<?> c = findLoadedClass(name);
                if (c == null) {
                    if ("com.gof.facadePattern.Boss1".equals(name)){
                        c = findClass(name);
                    }else{
                        // 交由父加载器去加载
                        c = this.getParent().loadClass(name);
                    }
                }
                if (resolve) {
                    resolveClass(c);
                }
                return c;
            }
        }

        @Override
        protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
            try {
                byte[] data = loadByte(name);
                //defineClass将一个字节数组转为Class对象，这个字节数组是class文件读取后最终的字节数组。
                return defineClass(name, data, 0, data.length);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
                throw new ClassNotFoundException();
            }
        }
    }

    public static void main(String args[]) throws Exception {
        //初始化自定义类加载器，会先初始化父类ClassLoader，其中会把自定义类加载器的父加载器设置为应用程序类加载器AppClassLoader
        MyClassLoader classLoader = new MyClassLoader("D:/artisan");
        //D盘创建 artisan/com/gof/facadePattern 目录，将Boss类的复制类Boss1.class丢入该目录
        Class clazz = classLoader.loadClass("com.gof.facadePattern.Boss1");
        Object obj = clazz.newInstance();
        Method method = clazz.getDeclaredMethod("sout", null);
        method.invoke(obj, null);
        System.out.println(clazz.getClassLoader() );

        System.out.println();


        MyClassLoader classLoader1 = new MyClassLoader("D:/artisan1");
        //D盘创建 artisan1/com/gof/facadePattern 目录，将Boss类的复制类Boss1.class丢入该目录
        Class clazz1 = classLoader1.loadClass("com.gof.facadePattern.Boss1");
        Object obj1 = clazz1.newInstance();
        Method method1 = clazz1.getDeclaredMethod("sout", null);
        method1.invoke(obj1, null);
        System.out.println(clazz1.getClassLoader() );

    }
}

为了好区分 我们把Boss1 的类 ，sout方法的输出稍微调整下，以示区别。

应用中的Boss1 无需删除

同时模拟第二个应用， 在D盘创建 artisan1/com/gof/facadePattern 目录，将Boss类的复制类Boss1.class丢入该目录

基于以上前置条件，得出如下结论

我们通过上面的示例模拟出了同一个JVM内， 分别使用不同的类加载器（new 出来的）去加载不同classpath下的类，而避免了走双亲委派，去模拟tomcat的类加载机制

通过结论可以得出在同一个JVM内，两个相同包名和类名的类对象可以共存，是因为他们的类加载器不一样。

所以看两个类对象是否是同一个，除了看类的包名和类名是否都相同之外，还需要他们的类加载器是否相同

Tomcat加载机制小结

当tomcat启动时，会创建几种类加载器：

1. Bootstrap 引导类加载器 ：　加载JVM启动所需的类，以及标准扩展类（位于jre/lib/ext下）

2. System 系统类加载器 ：　加载tomcat启动的类，比如bootstrap.jar，通常在catalina.bat或者catalina.sh中指定。位于CATALINA_HOME/bin下

4. webapp 应用类加载器：　每个应用在部署后，都会创建一个唯一的类加载器。该类加载器会加载位于 WEB-INF/lib下的jar文件中的class 和 WEB-INF/classes下的class文件。

3. Common 通用类加载器：加载tomcat使用以及应用通用的一些类，位于CATALINA_HOME/lib下，比如servlet-api.jar

总之 当应用需要到某个类时，则会按照下面的顺序进行类加载：

1 使用bootstrap引导类加载器加载 （JVM 的东西 ）

2 使用system系统类加载器加载 （tomcat的启动类Bootstrap包）

3 使用WebAppClassLoader 加载 WEB-INF/classes （应用自定义的class）

4 使用WebAppClassLoader 加载在WEB-INF/lib （应用的依赖包）

5 使用common类加载器在CATALINA_HOME/lib中加载 （tomcat的依赖包，公共的，被各个应用共享的）