tomcat的classloader的源码解析

相关源码如下:
common,catalina,shared三个classloader没有违背双亲加载原则

  public void init() throws Exception {
 初始化classloader common,catalina,shared

        initClassLoaders();
把catalinaLoader设置到线程上下文
        Thread.currentThread().setContextClassLoader(catalinaLoader);
给SecurityClass使用的
        SecurityClassLoad.securityClassLoad(catalinaLoader);

获取Catalina类实例
        if (log.isDebugEnabled())
            log.debug("Loading startup class");
        Class<?> startupClass = catalinaLoader.loadClass("org.apache.catalina.startup.Catalina");
        Object startupInstance = startupClass.getConstructor().newInstance();

        // Set the shared extensions class loader
        if (log.isDebugEnabled())
            log.debug("Setting startup class properties");
设置Catalina的parentclassloader为sharedLoader。这边并不是指定catalinaclassloader的ParentClassLoader
        String methodName = "setParentClassLoader";
        Class<?> paramTypes[] = new Class[1];
        paramTypes[0] = Class.forName("java.lang.ClassLoader");
        Object paramValues[] = new Object[1];
        paramValues[0] = sharedLoader;
        Method method =
            startupInstance.getClass().getMethod(methodName, paramTypes);
        method.invoke(startupInstance, paramValues);

        catalinaDaemon = startupInstance;

    }

initClassloaders


    private void initClassLoaders() {
        try {
设置commonLoader ,如果获取不到就使用appclassloader作为commonLoader 
            commonLoader = createClassLoader("common", null);
            if( commonLoader == null ) {
                // no config file, default to this loader - we might be in a 'single' env.
                commonLoader=this.getClass().getClassLoader();
            }
这边设置如果catalinaLoader 或着sharedLoader 不存在就是使用commonLoader
如果存在 则把commonLoader设置为其父类
            catalinaLoader = createClassLoader("server", commonLoader);
            sharedLoader = createClassLoader("shared", commonLoader);
        } catch (Throwable t) {
            handleThrowable(t);
            log.error("Class loader creation threw exception", t);
            System.exit(1);
        }
    }

   private ClassLoader createClassLoader(String name, ClassLoader parent)
        throws Exception {
  如果不存在我们配置了属性 则直接使用父类
common的value 分别是对应的catalina.home或catalina.base的/lib 或者/lib/*.jar
其他的server和shared默认都是空字符串
        String value = CatalinaProperties.getProperty(name + ".loader");
        if ((value == null) || (value.equals("")))
            return parent;
将上面的catalina.home和catalina.base替换成真正的地址
        value = replace(value);

        List<Repository> repositories = new ArrayList<>();
将value分成一个个对应的repositoryPaths 
        String[] repositoryPaths = getPaths(value);

        for (String repository : repositoryPaths) {
 首先检测是否是url
            try {
                @SuppressWarnings("unused")
                URL url = new URL(repository);
                repositories.add(new Repository(repository, RepositoryType.URL));
                continue;
            } catch (MalformedURLException e) {
                // Ignore
            }

   如果不是url在检测是否是*.jar,.jar或者其他的
            if (repository.endsWith("*.jar")) {
                repository = repository.substring
                    (0, repository.length() - "*.jar".length());
                repositories.add(new Repository(repository, RepositoryType.GLOB));
            } else if (repository.endsWith(".jar")) {
                repositories.add(new Repository(repository, RepositoryType.JAR));
            } else {
                repositories.add(new Repository(repository, RepositoryType.DIR));
            }
        }
    这边就是如果存在父类 就设置父类为当前classloader的父类为parent,否则设置
为appclassloader,这边我们创建一个commonclassloader然后让他去加载repositories,
即把repositories转化为url调用urlclassloader,commonclassloader调用了urlclassloader的无parent的参数
默认会将系统加载classloader设置为父类
        return ClassLoaderFactory.createClassLoader(repositories, parent);
    }


  public static ClassLoader createClassLoader(List<Repository> repositories,
                                                final ClassLoader parent)
        throws Exception {

        if (log.isDebugEnabled())
            log.debug("Creating new class loader");

        // Construct the "class path" for this class loader
        Set<URL> set = new LinkedHashSet<>();

        if (repositories != null) {
            for (Repository repository : repositories)  {
                if (repository.getType() == RepositoryType.URL) {
                    URL url = buildClassLoaderUrl(repository.getLocation());
                    if (log.isDebugEnabled())
                        log.debug("  Including URL " + url);
                    set.add(url);
                } else if (repository.getType() == RepositoryType.DIR) {
                    File directory = new File(repository.getLocation());
                    directory = directory.getCanonicalFile();
                    if (!validateFile(directory, RepositoryType.DIR)) {
                        continue;
                    }
                    URL url = buildClassLoaderUrl(directory);
                    if (log.isDebugEnabled())
                        log.debug("  Including directory " + url);
                    set.add(url);
                } else if (repository.getType() == RepositoryType.JAR) {
                    File file=new File(repository.getLocation());
                    file = file.getCanonicalFile();
                    if (!validateFile(file, RepositoryType.JAR)) {
                        continue;
                    }
                    URL url = buildClassLoaderUrl(file);
                    if (log.isDebugEnabled())
                        log.debug("  Including jar file " + url);
                    set.add(url);
                } else if (repository.getType() == RepositoryType.GLOB) {
                    File directory=new File(repository.getLocation());
                    directory = directory.getCanonicalFile();
                    if (!validateFile(directory, RepositoryType.GLOB)) {
                        continue;
                    }
                    if (log.isDebugEnabled())
                        log.debug("  Including directory glob "
                            + directory.getAbsolutePath());
                    String filenames[] = directory.list();
                    if (filenames == null) {
                        continue;
                    }
                    for (int j = 0; j < filenames.length; j++) {
                        String filename = filenames[j].toLowerCase(Locale.ENGLISH);
                        if (!filename.endsWith(".jar"))
                            continue;
                        File file = new File(directory, filenames[j]);
                        file = file.getCanonicalFile();
                        if (!validateFile(file, RepositoryType.JAR)) {
                            continue;
                        }
                        if (log.isDebugEnabled())
                            log.debug("    Including glob jar file "
                                + file.getAbsolutePath());
                        URL url = buildClassLoaderUrl(file);
                        set.add(url);
                    }
                }
            }
        }

        // Construct the class loader itself
        final URL[] array = set.toArray(new URL[set.size()]);
        if (log.isDebugEnabled())
            for (int i = 0; i < array.length; i++) {
                log.debug("  location " + i + " is " + array[i]);
            }
    核心就是在这 根据是否存在父类进行设置
        return AccessController.doPrivileged(
                new PrivilegedAction<URLClassLoader>() {
                    @Override
                    public URLClassLoader run() {
                        if (parent == null)
设置系统类为父类
                            return new URLClassLoader(array);
                        else
                            return new URLClassLoader(array, parent);
                    }
                });
    }

WebappClassLoader违背了双亲委派机制 因为重写了loadclass

 public Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException {

        synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
            if (log.isDebugEnabled())
                log.debug("loadClass(" + name + ", " + resolve + ")");
            Class<?> clazz = null;
      

            checkStateForClassLoading(name);

         检测WebappClassLoader是否已经加载过该class
            clazz = findLoadedClass0(name);
            if (clazz != null) {
                if (log.isDebugEnabled())
                    log.debug("  Returning class from cache");
是否需要link 即进行准备验证链接
                if (resolve)
                    resolveClass(clazz);
                return clazz;
            }

      检测jvm是否已经加载过该class(避免了我们自己的应用程序写的类覆盖jdk核心类)
            clazz = findLoadedClass(name);
            if (clazz != null) {
                if (log.isDebugEnabled())
                    log.debug("  Returning class from cache");
                if (resolve)
                    resolveClass(clazz);
                return clazz;
            }

       尝试采用appclassloader加载我们的应用类,避免了我们自己的应用程序写的类覆盖jdk核心类
            String resourceName = binaryNameToPath(name, false);

            ClassLoader javaseLoader = getJavaseClassLoader();
            boolean tryLoadingFromJavaseLoader;
            try {
                // Use getResource as it won't trigger an expensive
                // ClassNotFoundException if the resource is not available from
                // the Java SE class loader. However (see
                // https://bz.apache.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=58125 for
                // details) when running under a security manager in rare cases
                // this call may trigger a ClassCircularityError.
                // See https://bz.apache.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=61424 for
                // details of how this may trigger a StackOverflowError
                // Given these reported errors, catch Throwable to ensure any
                // other edge cases are also caught
                tryLoadingFromJavaseLoader = (javaseLoader.getResource(resourceName) != null);
            } catch (Throwable t) {
                // Swallow all exceptions apart from those that must be re-thrown
                ExceptionUtils.handleThrowable(t);
                // The getResource() trick won't work for this class. We have to
                // try loading it directly and accept that we might get a
                // ClassNotFoundException.
                tryLoadingFromJavaseLoader = true;
            }

            if (tryLoadingFromJavaseLoader) {
                try {
                    clazz = javaseLoader.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
检测是否有权限加载该类
            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;
                        log.info(error, se);
                        throw new ClassNotFoundException(error, se);
                    }
                }
            }
filter就是确定我们加载的这个类是交给extclassloader去实现还是交给
webappclassloader,其根据类名类判断
            boolean delegateLoad = delegate || filter(name, true);

delegateLoad为true就是把类交给扩展类(extclassloader)加载器去加载
            if (delegateLoad) {
                if (log.isDebugEnabled())
                    log.debug("  Delegating to parent classloader1 " + parent);
                try {
                    clazz = Class.forName(name, false, parent);
                    if (clazz != null) {
                        if (log.isDebugEnabled())
                            log.debug("  Loading class from parent");
                        if (resolve)
                            resolveClass(clazz);
                        return clazz;
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                    // Ignore
                }
            }

          webappclassloader自己去加载
            if (log.isDebugEnabled())
                log.debug("  Searching local repositories");
            try {
                clazz = findClass(name);
                if (clazz != null) {
                    if (log.isDebugEnabled())
                        log.debug("  Loading class from local repository");
                    if (resolve)
                        resolveClass(clazz);
                    return clazz;
                }
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                // Ignore
            }

          如果到这一步还没加载成功 说明webappclassloader
根本无法加载,我们尝试交给appclassloader去加载
            if (!delegateLoad) {
                if (log.isDebugEnabled())
                    log.debug("  Delegating to parent classloader at end: " + parent);
                try {
                    clazz = Class.forName(name, false, parent);
                    if (clazz != null) {
                        if (log.isDebugEnabled())
                            log.debug("  Loading class from parent");
                        if (resolve)
                            resolveClass(clazz);
                        return clazz;
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                    // Ignore
                }
            }
        }
还未加载成功则抛出异常
        throw new ClassNotFoundException(name);
    }

总结:webappclassloader的加载过程
首先检测webappclassloader是否已经加载过了该类
如果没有在检测jvm是否已经加载过该类
如果没有我们尝试用扩展类去加载这样就避免了我们jdk的核心类被我们webappclassloader
给覆盖。
如果加载失败,或者不需要扩展类去加载我们根据类名判断
是否需要交给我们的父类进行加载(也就是所谓sharedclassloader)
如果不需要 则我们自己加载
如果我们自己加载失败 则我们尝试让sharedclassloader加载
如果还是失败则抛出异常

在context启动的时候其会启动一个webappLoader
而webappLoader会创建一个WebappClassLoader,设置一个source(对应咱们webapps下面的一个项目)
设置delegate=false 代表不需要遵循双亲委派机制,然后启动WebappClassLoader,
然后这个context的加载的会使用自己的context里面含有的WebappClassLoader去加载bean

当webapps下面有多个项目就建立多个standardContext
每个standardContext 设有一个对应的webappLoader和webappClassLoader

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