tomcat如何避免遭遇ClassNotFoundException

于Tomcat紧接着为什么要创建一个类加载器Thread.currentThread().setContextClassLoader(catalinaLoader)？这里加载失败主要是为了避免以后加载的类。下面将给出一个典型的示例演示如何使用URLClassLoader载入指定jar包裹，析由此引出的载入失败问题。

首先，定义一个提供服务的接口。而且打包成TestInterface.jar。

public interface TestInterface{

    public String display();

}





其次，创建一个名为TestClassLoader的类。它实现TestInterface.jar包里面的TestInterface接口。包路径为com.test，该类包括一个display方法，将这个类编译并打包成test.jar包，放在D盘文件夹下。

public class TestClassLoader implements TestInterface{

public String display(){

return "I can load this class and execute the method.";

}

}





最后，就是利用URLClassLoader载入并执行TestClassLoader类的display方法。创建一个測试类，例如以下

public class Test{

public static void main(String[] args){

try{

      URL url = new URL(“file:D:/test.jar”);

URLClassLoader myClassLoader = new URLClassLoader(new URL[]{url});

Class myClass = myClassLoader.loadClass(“com.test.TestClassLoader”);

TestInterface testClassLoader = (TestInterface)myClass.newInstance();

System.out.println(testClassLoader.display());

}catch(Exception e){

e.printStackTrace();

}

}

}

測试类的main方法中首先用URLClassLoader指定载入test.jar。然后再将com.test.TestClassLoader类载入到内存。最后用newInstance方法生成一个TestClassLoader实例，就可以调用它的display方法。执行这个測试类，可以达到预期效果输出I can load this class and execute the method.语句。看起来一切来得都是那么的顺其自然，当你兴致冲冲地把自己的写好的TestInterface.jar包移植到web应用中时，现实无情地给你泼了一盆冷水。抛出java.lang.ClassNotFoundException:com.
test.TestInterface异常，报错的位置正是代码中加粗的语句，可能你在想明明我加入了这个类啊。怎么会抛出找不到这个类呢？要明确为什么会报这种错，须要搞清楚下面几点：

① 在Java中，我们用全然匹配类名来标识一个类，即用包名和类名。而在JVM中。一个类由全然匹配类名和一个类载入器的实例ID作为唯一标识。

即是说同一个虚拟机能够有两个包名、类名都同样的类，仅仅要他们由两个不同类载入器载入，而在各自类载入器中的类实例也是不同的。而且不能互相转换。

② 在类载入器载入某个类时，通常会在类中引用、继承、扩展其它的类，那么类载入器查找这些引用类也是一层一层往父类载入器上查找的。最后查看自己，假设都找不到将会报出找不到此类的错误。

也就是说仅仅会向上查找引用类。而不会往下从子类载入器上查找。

③ 每一个执行中的线程都有一个成员contextClassLoader，用来在执行时动态地载入其他类。在没有显式声明由哪个类载入器载入的类（比如在程序中直接new一个类）时，将默认由当前线程类载入器载入，即线程执行到须要载入新类时，用自己的类载入器对其进行载入。系统默认的contextClassLoader是systemClassLoader，所以一般而言java程序在执行时能够使用JVM自带的类、$JAVA_HOME/jre/lib/ext/中的类和$CLASSPATH/中的类。当前线程类载入器的工作原理參考图3-1-6-1。随着线程的执行。class1直接由ContextClassLoader载入。接着线程创建了一个用户自己定义类载入器MyClassLoader载入class2，所以class2由MyClassLoader载入；最后线程通过Thread.currentThread().setContextClassLoader(MyClassLoader)将当前线程类载入器设置为MyClassLoader。class3也就由MyClassLoader载入。

图3-1-6-1 当前线程类载入器





了解了以上三点，再对前面载入时抛出找不到类的错误进行分析：

(1) 当測试类执行在命令行时，之所以能正常执行是由于，执行时当前线程类载入器是SystemClassLoader, TestInterface接口类自然由它载入，URLClassLoader的默认父类载入器也是SystemClassLoader，由双亲委派机制得知，最后TestClassLoader由SystemClassLoader载入，那么接口跟类都由同一个类载入器载入。自然也就能找到类跟接口而且进行转化。

(2) 当測试类移到web项目中时，假如将代码移到servlet里面，将直接报错无法执行。执行时当前线程类载入器是web应用类载入器WebAppClassLoader,而WebAppClassLoader跟一般的类载入器不同，它不会遵守双亲委派模型，它会先试图自己载入类，当自己无法载入时才交给父类载入器。所以TestInterface接口类由WebAppClassLoader载入。

相同。URLClassLoader的父类载入器为SystemClassLoader，它负责载入TestClassLoader类。好了。问题来了，两个不同的类载入器分别载入两个类。并且WebAppClassLoader又是SystemClassLoader的子孙类载入器，因为TestClassLoader类扩展了TestInterface接口，所以当URLClassLoader载入TestClassLoader时找不到WebAppClassLoader中的TestInterface接口类，即抛出java.lang.ClassNotFoundException:com.test.TestInterface异常。

针对以上错误，有两种解决方法：

① 居然是由于两个类被两个类载入器载入而导致找不到类，那么最简单的解决方法就是把这两个类统一由一个类载入器来载入，即是载入testclassloader.jar时用当前线程类载入器载入。仅仅需略微改下代码， 

URLClassLoader myClassLoader = new URLClassLoader(

new URL[] { url }, Thread.currentThread().getContextClassLoader());

        重点在加粗部分。即在创建URLClassLoader对象时将当前类载入器作为父类载入器传入，web应用当前线程类载入器是WebAppClassLoader。那么当载入testclassloader.jar时将优先交给WebAppClassLoader载入，这样就保证了两个类都在同一个类载入器中，不会再报找不到类异常。

② URLClassLoader假设不设置父类载入器。它的默认父类载入器为SystemClassLoader。那么testclassloader.jar将由SystemClassLoader载入，为了能在SystemClassLoader中找到TestInterface接口类，必须让TestInterface接口类让SystemClassLoader父类载入器以上的类载入器载入。从图3-1-6-1中可知仅仅有两个类载入器符合条件——BootstrapClassLoader跟ExtensionClassLoader。

因为BootstrapClassLoader作为祖先类。负责载入java核心类，一般不让它载入用户类，所以把目光转向ExtensionClassLoader，它负责载入java扩展类，$JAVA_HOME/jre/lib/ext文件夹，那么我们把testclassloader.jar复制到此文件夹下。保证了由URLClassLoader载入的类的引用类能从ExtensionClassLoader中找到。问题相同得到解决。





讨论了这么多。回归到tomcat中Thread.currentThread().setContextClassLoader(catalinaLoader)，上面讨论的典型类载入器错误在Tomcat中相同存在，因此tomcat正是通过设置线程上下文类载入器来解决的。在tomcat中类载入器存在下面三个状况：1、tomcat7默认是由commonLoader类载入器载入。2、commonLoader的父类载入器是systemLoader。3、当前线程类载入器是systemLoader。如图3-1-6-2中，先看默认情况。ContextClassLoader被赋为SystemLoader，SystemLoader看不见CommonLoader载入的类，即假设过程中引用就会报找不到类的错误。所以启动tomcat过程肯定报错。接着看看另外一种改造的情况，把ContextClassLoader赋为CommonLoader。此时，tomcat启动过程中假设用到$CATALINA_BASE/lib或$CATALINA_HOME/lib中的类就不会报错了，它能看到SystemLoader及其父类载入器全部载入的类。简单地说，解决方法就是把CommonLoader设置为线程上下文类载入器。

 

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图3-1-6-2 tomcat中类载入器

为避免类载入错误，应该尽早设置线程上下文类载入器。所以在tomcat中启动类一初始化就立即设置。即Bootstrap类的init方法中通过Thread.currentThread().setContextClassLoader(catalinaLoader)设置，当中catalinaLoader跟CommonLoader它是同一个对象。此线程的执行此后默认CommonLoader类加载器加载类。

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