How Tomcat Works 读书笔记 八 加载器 上

Java的类加载器

具体资料见

http://blog.csdn.net/dlf123321/article/details/39957175

http://blog.csdn.net/dlf123321/article/details/40431297

首先说明两个术语

仓库(repository),表示类载入器会在哪里搜索要载入的类;

资源(resource),知道一个类加载器中的DirContext对象,它的文件跟路径指的就是上下文的文件跟路径。

在tomcat中,我们使用了自己定义加载器,原因有三:

为了在加载器中指定某些规则;

为了缓存已经加载的类;

为了实现类的预加载;

Loader接口

在载入servlet及相关类的时候,须要遵守一些规则。

比如,应用程序中的servelt仅仅能引用部署在web-inf/classes文件夹下及其子文件夹下的类,仅仅能訪问web-inf/lib文件夹下的库。

我们在tomcat里说的加载器是指web应用程序加载器,而不不过类加载器。(加载器里面有个类加载器!!!)

加载器应该实现org.apache.catalina.Loader接口,类加载器默觉得WebappClassLoader。

package org.apache.catalina;

import java.beans.PropertyChangeListener;

public interface Loader {
public ClassLoader getClassLoader();
public Container getContainer();              //载入器通常与一个context级别的容器相联
public void setContainer(Container container);
public DefaultContext getDefaultContext();
public void setDefaultContext(DefaultContext defaultContext);
public boolean getDelegate();                 //Delegate 代表 托付
public void setDelegate(boolean delegate);    //就是类载入器是否会把载入的任务托付给其父类载入器
public String getInfo();
public boolean getReloadable();               //表明是否支持载入器的自己主动重载
public void setReloadable(boolean reloadable);
public void addPropertyChangeListener(PropertyChangeListener listener);
public void addRepository(String repository);
public String[] findRepositories();
public boolean modified();                     //假设容器中的一个或多个类被改动了 modified就会返回true
public void removePropertyChangeListener(PropertyChangeListenerlistener);
}

默认情况下,在context的标准实现---org.apache.catalina.core.StandContext中是不支持自己主动重载的,因此要想开启自己主动重载功能,就须要在server.xml文件里加入一个Context元素,例如以下

<Context path="/myApp" docBase="myApp" debug="0" reloadable="true"/>

在我们这一节的程序中Catalina 提供了 org.apache.catalina.loader.WebappLoader 作为 Load 接口的实现。WebappLoader 对象包括一个org.apache.catalina.loader.WebappClassLoader 类的实例，该类扩展了Java.netURLClassLoader 类。

当与某个加载器相关联的容器须要使用某个servlet时,或者说就是要调用某个servlet的某个方法时,容器首先会调用加载器的getClassLoader()方法返回类加载器,然后再调用类加载器的loadClass()方法来加载这个servlet类。

uml图例如以下

WebAppLoader类

当webapploader类的start方法启动时,会完毕下面几项工作:

1 创建一个类加载器

2 设置仓库

3 设置类路径

4 设置訪问权限

5 启动一个新线程来支持自己主动重载 (在webapploader的run方法中)

创建类加载器

private WebappClassLoader createClassLoader()
throws Exception {

//loadClass为字符串
//默觉得    private String loaderClass ="org.apache.catalina.loader.WebappClassLoader";
//可通过setLoadClass方法更改
Class<?> clazz = Class.forName(loaderClass);
WebappClassLoader classLoader = null;

//在构造WebAppLoader时 又构造函数的參数指定
if (parentClassLoader == null) {
// Will cause a ClassCast is the class does not extend WCL, but
// this is on purpose (the exception will be caught and rethrown)
classLoader = (WebappClassLoader) clazz.newInstance();
} else {
Class<?>[] argTypes = { ClassLoader.class };
Object[] args = { parentClassLoader };
Constructor<?> constr = clazz.getConstructor(argTypes);
classLoader = (WebappClassLoader) constr.newInstance(args);
}
return classLoader;
}

当然我们能够通过setLoadClass来改变类载入器的实现,只是

(WebappClassLoader) constr.newInstance(args);

所以,我们自己定义的类也要继承WebappClassLoader。

设置仓库

调用setRepositories,设置WEB-ING/classes文件夹与WEB-INF/lib文件夹

设置类路径

和jasper JSP编译器有关

设置訪问权限

setPermissions 能够设置类加载器訪问相关路径的权限。比如仅仅能訪问WEB-INf/classes文件夹与WEB-INF/lib文件夹

开启新线程运行类的又一次加载

public void run() {

if (debug >= 1)
log("BACKGROUND THREAD Starting");

// Loop until the termination semaphore is set
//整段代码包括在while循环中
//在前面threadDone已经被设置为false
//直到程序关闭时,threadDone才会变为true
while (!threadDone) {
// Wait for our check interval
threadSleep();

if (!started)
break;

try {
// Perform our modification check
if (!classLoader.modified())
continue;
} catch (Exception e) {
log(sm.getString("webappLoader.failModifiedCheck"), e);
continue;
}

// Handle a need for reloading
notifyContext();
break;

}

if (debug >= 1)
log("BACKGROUND THREAD Stopping");

}

private void threadSleep() {          //让程序休眠一段时间 时间由checkInterval指定
try {
Thread.sleep(checkInterval * 1000L);
} catch (InterruptedException e) {
;
}
}

checkInterval,是每隔若干秒来检查一次容器中的类是否有更改!

一旦有更改classLoader.modified()会返回true,直接调用notifyContext();

private void notifyContext() {
WebappContextNotifier notifier = new WebappContextNotifier();
(new Thread(notifier)).start();
}
protected class WebappContextNotifier implements Runnable {

/**
* Perform the requested notification.
*/
public void run() {
((Context) container).reload();
}
}

WebappContextNotifier是webapploader的内部类。

这里又一次启了一个线程,避免了拥塞。

WebappClassLoader类

该类继承自java.net.URLClassLoader类,后者我们在前面章节已经用过;

WebappClassLoader类的设计考虑了安全与优化两个方面。

WebappClassLoader 类不同意一些特定的类被载入。这些类被存储在一个 String 类型的数组中，如今唯独一个成员。

private static final String[] triggers = {

"javax.servlet.Servlet" // Servlet API

};

另外在委派给系统载入器的时候。也不同意载入某些特殊的包的类或者它的子包：

private static final String[] packageTriggers = {
"javax", // Java extensions
"org.xml.sax", // SAX 1 & 2
"org.w3c.dom", // DOM 1 & 2
"org.apache.xerces", // Xerces 1 & 2
"org.apache.xalan" // Xalan
};

类缓存

为了达到更好的性能,会缓存已经载入的类,这样一来下次在使用这个类的时候,就不用再起载入了。

缓存分两级,一级在本地运行,由webappclassloader实例来管理。

此外,java.lang.ClassLoader类也会维护一个Vector对象,保存已经加载的类,此时缓存由父类管理。

每一个由WebappClassLoader加载的类,都视为资源。

是org.apache.catalina.loader.ResourceEntry类的实例,里面包括所代表的class文件的字节流,最后一次改动时间等等:

package org.apache.catalina.loader;
import java.net.URL;
import java.security.cert.Certificate;
import java.util.jar.Manifest;
public class ResourceEntry {
public long lastModifled = -1;
// Binary content of the resource.public byte[] binaryContent = null;
public Class loadedClass = null;
// URL source from where the object was loaded.
public URL source = null;
// URL of the codebase from where the object was loaded.
public URL CodeBase = null;
public Manifest manifest = null;
public Certificate[] certificates = null;
}

全部缓存的源被存放在一个叫做 resourceEntries 的 HashMap 中。键值为加载的资源名称。全部找不到的资源都被放在一个名为 notFoundResources 的 HashMap 中。

至于真正的载入类,我们放在下一节说。

參考资料

http://my.oschina.net/xianggao/blog/70826