java類加載相關

類加載機制你們應該已經很是熟悉了，採起雙親委派機制，當加載一個類時，首先將加載任務委託給父類加載器，依次遞歸，若是父類加載器能夠完成加載任務，就成功返回；若是父類沒法加載，才由本身加載。

雙親委派機制的做用：防止內存中出現多份相同的字節碼。

其餘規則：
1.隱式加載：在當前類中全部new的對象，若是沒有被加載，則使用當前類的類加載器加載 若是類A中引用了類B，Java虛擬機將使用加載類A的類加載器去加載類B
2.不一樣類加載器加載的類是不一樣的，經過類加載器+類全路徑來惟一標識一個類

JVM預約義的三種類加載器：
1.Bootstrap ClassLoader：啓動類加載器，它負責將JAVA_HOME/lib下面的類庫加載到內存中，如rt.jar；啓動類加載器是由C++寫的二進制代碼，不是java類，在JVM啓動的時候Bootstrap就已經啓動。
2.Extension ClassLoader：標準擴展類加載器，它負責加載JAVA_HOME/lib/ext或由系統變量java.ext.dir指定位置中的類庫加載到內存中。
3.APP ClassLoader：系統類加載器(System ClassLoader)，它負責將類路徑CLASSPATH中的類庫加載到內存。

加載順序圖以下：

圖中的BootStrapClassLoader、ExtClassLoader、APPClassLoader不是真正的繼承關係，只是邏輯上的上下級類加載器；

實際上的類關係以下圖：

能夠看到ExtClassLoader和APPCLassLoader都繼承自URLClassLoader，也就證明了兩者並不是真正的繼承關係；

經過上圖能夠看到最頂層的類是抽象類ClassLoader：是全部類加載器的基類(除了啓動類加載器)，定義了類加載最核心的操做；
SecureClassLoader：添加了關聯類源碼、關聯繫統權限支持
URLClassLoader：支持從jar文件和文件夾中獲取class
ExtClassLoader：擴展類加載器Extension ClassLoader
APPClassLoader：系統類加載器，也稱爲System ClassLoader

ClassLoader：

父子類加載器是經過ClassLoader一個parent屬性來標識，APPClassLoader的父加載器是ExtClassLoader，ExtClassLoader的父加載器是null。

ClassLoader提供了兩個構造器，一個是沒有參數的，一個是有參數的；以下圖：

沒有參數的構造器默認將系統類加載器做爲parent加載器；
有參數的構造器將參數指定的加載器做爲父類加載器；

Launcher：

ExtClassLoader和AppClassLoader都是Launcher的子類，在ClassLoader初始化或者直接經過ClassLoader的getSystemClassLoader()獲取的時候會調用initSystemClassLoader()，從而調用sun.misc.Launcher.getLauncher()，將系統類加載器賦值給ClassLoader的scl變量;

咱們看下Launcher類初始化的時候都作了什麼工做，如圖：

主要是三部工做：
1.建立ExtClassLoader
2.建立AppClassLoader
3.將線程系統類加載器設置爲線程上下文類加載器，什麼是上線文類加載器？

線程上下文類加載器：
java提供了爲不少服務商提供了接口，簡稱SPI(Service Provider Interface)，具體的實現由各廠商提供，例如mysql驅動，oracle驅動等。例如：mysql驅動加載接口類在rt.jar中，由啓動類加載器加載，具體實現類在mysql驅動包中，驅動包通常放到咱們本身的程序路徑lib下，應該由系統類加載器加載；可是在使用以下代碼進行數據庫鏈接使用操做的時候，就會出如今rt.jar中要加載驅動包裏代碼的狀況(類加載器是啓動類加載器)，由隱式加載規則可知，驅動包也要使用啓動類加載器加載，由類加載機制可知，是沒法經過啓動類加載器來加載的；那這種狀況怎麼辦呢，就要經過線程上下文類加載器來解決。

上面描述的狀況以下：使用jdbc進行數據庫操做以下

1.Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");// 加載mysql驅動
2.Connection conn = DriverManager.getConnection(url);//建立鏈接
3.Statement stmt = conn.createStatement();//獲得statement對象
4.操做數據庫  關閉鏈接。。

第一步在實例化Driver時，會調用DriverManager的registerDriver()方法收集divers，將驅動類註冊到DriverManager容器中，DriverManage的drivers容器：

註冊的代碼：

Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver")至關於：
ClassLoader loader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
Class driversClass = loader.loadClass("com.mysql.jdbc.Driver");
driversClass.newInstance();
因而可知com.mysql.jdbc.Driver是由咱們本身應用類加載器AppClassLoader進行加載；

第二步經過DriverManager.getConnection(url)，會循環獲取drivers中的driver，調用具體driver實現裏的cnnect()方法，進行鏈接

caller.getClassLoader()是啓動類加載器爲null，所以callerCL爲系統類加載器

getConnection經過isDriverAllowed方法校驗類是否有權限被加載

經過AppClassLoader來加載Driver看是否和已註冊的Driver是同一個類，若是是則調用driver的connect方法

在java6之後，引入了service provider概念，在/META-INF/services/java.sql.Driver文件中配置須要加載的驅動類，
在DriverManager初始化的時候會調用loadInitialDrivers方法，

會使用AppClassLoader進行加載，因此在本身程序中能夠不用Class.forName顯示調用。

上面包類結構以下圖：

tomcat類加載
咱們運行tomcat的多個實例，不想安裝tomcat軟件副本，咱們能夠配置多個工做目錄，每一個運行實例獨佔一個工做目錄，可是共享一個安裝目錄。
變量解釋：
CATALINA_HOME：tomcat安裝目錄，多個工做目錄可共享安裝目錄
CATALINA_BASE：tomcat工做目錄，tomcat每一個運行實例須要使用本身的conf、logs、temp、webapps、work、shared目錄，CATALINA_BASE就是指向這個目錄

以下圖：兩個應用公用CATALINA_HOME，CATALINA_BASE指向各自工做目錄

首先看下tomcat在啓動時類初始化類加載器過程

首先是建立commonClassLoader，commonClassLoader加載的是配置文件catalina.properties中配置的

common.loader=${catalina.home}/lib,${catalina.home}/lib/*.jar
server.loader=
shared.loader=
例如在咱們的服務器上路徑是：
/opt/soft/tomcat/lib、/opt/soft/tomcat/lib/*.jar

由於server.loader和shared.loader未配置具體加載目錄信息，catalinaLoader和sharedLoader默認爲commonLoader(在tomcat5之後catalinaLoader和sharedLoader默認不啓用)

tomcat一共定義了兩種類加載器
StandardClassLoader:實例化commonloader、catalinaLoader、sharedLoader，不提供熱部署功能，遵循雙親委派機制
WebappClassLoader:和context級容器相關聯，加載web程序，支持其加載路徑下資源改變後從新加載，不遵循雙親委派機制。

其類繼承關係以下：

除此以外還有兩個類：WebappLoader和VirtualWebappLoader，該兩個類不是類加載器，只是對WebappClassLoader作了封裝，對熱部署、生命週期控制等功能作了一些控制；
VirtualWebappLoader是WebappLoader的子類，主要是和conf/context.xml這個文件相關聯，主要功能是加載context.xml配置文件中設置的一些java類庫，因爲WebappClassLoader只能加載WEB-INF/class和WEB-INF/lib下的類庫。而想擴展一下加載路徑又不想添加到WEB-INF/lib中的時候，能夠配置在context.xml文件中。

本身實現類記載器只要實現findclass便可，這裏爲了實現特殊目的而override了loadClass()；WebappClassLoader重寫了loadClass方法，先本身加載，若是加載不了再進行其餘操做。

因此在Tomcat 6中默認狀況下，不是徹底按照先Tomcat的lib再Web應用的lib這種順序去加載類。
Jar包的加載順序是：
1)JRE中的Java基礎包
2)Web應用WEB-INF/lib下的包
3)Tomcat/lib下的包

若是想要在Web應用間共享一些Jar包，則不只須要將公共包放在Tomcat的lib下，還要刪掉Web應用lib中的包，不然Tomcat啓動時仍是會優先加載Web應用lib下的包的。

若是想要本身指定一個Tomcatlib和Web應用lib以外的ClassPath，除了修改Tomcat啓動腳本外，能夠爲不一樣Web應用的Context指定一個VirtualWebappLoader，但源碼註釋中寫到不推薦在生產環境中使用。