tomcat 學習筆記之 載入器

一、標準web 應用程序的載入器，tomcat 中的載入器

• servlet 容器須要實現一個自定義的載入器
• 因爲servlet 容器不能徹底信任運行的servlet 程序
• 使用系統類的載入器，則該類能夠訪問任何程序，包括本地虛擬機中環境變量classpath 指明的全部類，很是危險
• servlet 應該只容許載入WEB-INF/classes 目錄和WEB-INF/lib 目錄
• 在 Catalina 中，載入器是 org.apache.catalina.Loader 接口的實例

實現一個自定義的載入器另外一個緣由

• 提供自動重載功能
• WEB-INF/classes 目錄和WEB-INF/lib 目錄發生變化時，從新加載這些類
• 自動重載功能 實現org.apache.catalina.loader.Reloader 接口 

二、java 的類載入器

• 每次建立類實例，先將類加載到內存中
• 會在java核心類庫，以及classpath 變量中指明的目錄中掃描相關類
• 找不到拋異常：ClassNotFoundException

三、JVM 三種類載入器

• 引導類載入器（bootstrap class loader）
• 擴展類載入器（extension class loader）
• 系統類載入器（system class loader）
• --------------三個類是父子繼承關係，從上到下的順序

引導類載入器（bootstrap class loader）

•  引導啓動java 虛擬機

擴展類載入器（extension class loader）

• 載入標準擴展類目錄中的類（jdk/jre/lib/ext）

系統類載入器（system class loader）

• 默認類載入器，搜索classpath指明的 路徑和jar文件

類載入器代理模型

• 按照從上到下的順序載入，優先級遞減
• 主要是爲了解決類載入過程當中的安全性問題
• 可使用安全管理器來限制某個類或路徑的訪問
• 舉例：某人在硬盤上寫上java.lang.Object 會被忽略，而不是覆蓋系統的Object類

繼承java.lang.ClassLoader 能夠實現本身的類載入器

tomcat之因此使用自定義類載入器緣由：

• 爲了在載入類中指定某些規則
• 爲了緩存已經載入的類
• 爲了實現類的預載入，方便使用

四、Loader 接口

在載入web應用程序中須要servlet 類及其相關類時，須要遵照一些明確規則

• 應用程序的servlet 類只能部署在WEB-INF/classes 目錄下
• servlet 類不能訪問其餘路徑的類，即便這些類包含在當前tomcat jvm的classpath 路徑下
• servlet 類只能訪問 WEB-INF/lib 目錄下

tomcat 載入器指的是web 應用程序載入器

• 必須實現 org.apache.catalina.Loader 接口
• 實現中會使用 org.apache.catalina.WebappClassLoader

WEB-INF/classes 和WEB-INF/lib 做爲倉庫被添加到載入器中的

• addRepository 添加一個倉庫
• getRepository 獲取全部已添加倉庫數組對象

tomcat 載入器會和一個Context 級別容器關聯

• Context 中一個或多個類被修改了，loader 接口支持自動重載（程序員不須要重啓tomcat）
• loader 接口使用 modified方法自動重載
• 配置自動重載

載入器實現會指明，是否委託給一個父類載入器

具體實現中使用了org.apache.catalina.WebappClassLoader 繼承自 java.net.URLClassLoader

五、Reloader 接口

• 爲了支持類的自動加載

六、WebappLoader 類

• org.apache.catalina.WebappLoader 實現了 Loader 接口
• 其實例就是web 應用程序中的載入器
• 也實現了LifeCycle 接口，其相關聯的容器啓動和關閉
• 實現了 RunnerAble 接口

調用WebappLoader 的start 方法，會完成如下幾項重要工做：

• 建立一個類載入器
• 設置倉庫
• 設置類路徑
• 設置訪問權限
• 啓動一個新線程支持自我重載

（1）建立一個類載入器

• 私有字符串變量loaderClass  默認保存的是org.apache.catalina.WebappClassLoader
• 也能夠繼承WebappClassLoader，實現自定義類加載器（不繼承，會拋異常）

（2）設置倉庫

• 調用 setRepository 將WEB-INF/classes  目錄傳入類加載器addRepository
• WEB-INF/lib 目錄傳入類加載器 setJarPath

（3）設置類路徑

（4）設置訪問權限

• 啓用了安全管理器，使用setPermission 設置相關目錄訪問權限

（5）開啓新線程開啓類的從新載入

• WebappLoader 使用一個線程週期性掃描資源的時間戳（時間間隔是變量checkInterval  默認15秒）

七、WebappClassLoader 類（載入器類）

該類設計考慮了優化和安全兩個方案

• 緩存以前已經載入的類來提高性能（緩存加載失敗的類，下次訪問直接拋異常）

安全性

• 不容許載入某些類，寫入triggers 變量

• 委託給系統類載入器

（1）類緩存

• 爲了達到更好的性能，會緩存已載入的類

能夠是本地緩存

• ClassLoader 維護一個Vector 對象，保存已載入的類，防止其被當垃圾回收

WebAppClassLoader 載入的類都是爲資源（org.apache.catalina.ResourceEntry的實例）

該實例會保存

• class文件字節流
• 最後修改時間
• Manifest信息（若是來自 jar文件的話）

• 已緩存類會存儲在一個叫resourceEntries的hashMap 中，key爲載入資源名稱

（2）載入類

遵照如下規則

• 因爲全部類都已緩存，先檢查本地緩存
• 本地緩存沒有檢查上一層緩存（即ClassLoader 類的 findLoadedClass 方法）
• 兩者都沒有使用系統類載入器載入（防止web應用程序的類覆蓋javaee的類）
• 若啓用了SecurityManager ，檢查是否容許載入該類；若是不容許，拋出 ClassNotFoundException
• 打開delegate 標誌位，或者帶載入的類屬於包觸發器的包名，使用父載入器載入，（父爲空，使用系統載入器）
• 從當前倉庫中載入相關類
• 當前倉庫沒有，且標誌位delegate 關閉，使用父載入器載入，（父爲空，使用系統載入器）
• 仍未找到拋出ClassNotFoundException