tomcat源码阅读之载入器（Loader）

一、Java类的载入器：

双亲委派模型：

1、JVM提供了三种类型的类加载器：引导类载入器（bootstrap class loader）、扩展类载入器（extension class loader）、应用程序类载入器（也叫系统类载入器：system class loader）；

2、引导类载入器用于引导启动java虚拟机；引导类载入器使用本地代码实现，用来载入jvm需要的类，以及所有java核心类，比如java.lang和java.io等包下的类。扩展类载入器载入标准扩展目录中的类，标准扩展目录是jdk/jre/lib/ext。系统类载入器会搜索在环境变量CLASSPATH中指明的路径和JAR文件，他作为自定义载入器的父类，子类只需要覆盖一些方法就可以实现自定义载入类；

3、当需要载入一个类时，会首先调用应用程序载入器（系统类载入器），应用程序载入器会将请求交给扩展类载入器，扩展类载入器又将请求交给引导类载入器，因此引导类载入器总是会首先执行载入类的任务，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这个类，就由应用程序载入器执行载入任务，如果还是找不到这个类，则抛出java.lang.ClassNotFoundException异常；

4、双亲委派模型的作用是为了安全性，比如当用户编写了一个java.lang.object的类，他可以恶意的访问磁盘中的任意目录，但是在载入时双亲委派模型会交由引导类载入器载入，，结果是引导类载入器搜索其核心库，找到标准的java.lang.Object类并载入，自定义的java.lang.Object类并没有被载入，因此恶意代码不会被执行，安全性得到保障；

自定义类加载器：

1、继承java.lang.CLassLoader类；

2、重写父类的findClass方法；

通过ClassLoader的源码可以看到，findClass方法并未有实现代码，其是交由子类来实现自定义查找类并加载，一般不建议重写loadClass方法；

二、Tomcat载入器UML图：

1、Loader接口作为tomcat的载入器，webappLoader为其实现类；createClassLoader方法会创建一个webappClassLoader类型的载入器，webappClassLoader类继承自URLClassLoader（URLClassLoader最终继承自ClassLoader类）的自定义载入器；WebappLoader的对类的加载功能实现都是由这个自定义类载入器实现的；

2、createClassLoader默认会根据loaderClass的字符串变量生成一个webappClassLoader的自定义载入器，可以通过setLoaderClass改变loaderClass的值来指定自定义的类加载器，但是这个自定义的类加载必须从WebappClassLoader派生过来；

3、WebappLoader的run方法运行在一个线程中，每隔checkInterval秒的时间就扫描一次路径下的文件（checkInterval默认是15秒，可以改变），如果有文件发生改变了，则创建一个新的线程，在线程中调用Context.reload方法重新加载类（首先调用notifyContext生成一个WebappContextNotifier线程，然后在这个线程中调用Context.reload方法重新加载类）；

4、webappClassLoader实现了reloader接口来实现类的自动重载，这个接口中最重要的方法modified，如果web应用程序中的某个servlet被修改了，modified会返回true,然后扫描线程会通知Context重新载入servlet类；

StandardContext默认是不支持自动重载servlet类的，要想开启这个功能，需要在server.xml文件中配置下面这样一行：

5、WebappClassLoader作为一个自定义类载入器，考虑了优化和安全两方面，比如在resourceEntries中缓存以及功能载入过的类，在notFoundResources中缓存加载失败的类的名字，这样当再次加载同一个类，如果在resourceEntries中则直接返回，如果在notFoundResources中则直接抛出ClassNotFoundException异常；

缓存类资源的类是ResourceEntry，其中loadedClass存储了类的字节流，lastModified存储了最后一次修改时间；

6、基于安全性的考虑，WebappClassLoader不允许加载指定的类和包，代码如下：

7、WebappClassLoader.loadClass载入类时的流程：

　　a) 首先检查本地缓存，如果则直接返回；

　　b) 如果本地缓存没有，则检查上一层缓存，即调用java.lang.ClassLoader.findLoadedClass；

　　c) 若两个缓存都没有，则使用系统的类载入器加载；

　　d) 若启用了SecurityManager，则检查是否允许载入该类，如果是禁止的，则抛出ClassNotFoundException异常；

　　e) 如果标志位delefate打开，则调用父类载入器来载入，如果父类载入器为空，则使用系统类载入器载入；

　　f) 从当前仓库中载入相关类；

　　g) 如果当前仓库也没有，且delegate关闭，则使用父类载入器来载入，如果父类载入器为空，则使用系统类载入器载入；

　　h) 此时若仍未找到需要的类，则抛出ClassNotFoundException异常；