Tomcat从零开始（十）Loader

第十课：

不知不觉就10篇blog了，说实话，我是第一次更这么长时间的Blog。
嗯，今天说说Loader，在以前的课程中，也就是内个能使用最初级的servlet的那一节，我们使用了URLClassLoader加载Servlet，但是这是不科学的，因为如果用系统自带的Loader加载，servlet能访问类库太多就太不安全了。所以我们需要实现自己的一个加载器，那我们首先看看Java的Loader。
JVM在运行的时候，会产生3个classLoader，分别是Boostrap，ClassLoader，Extension Classloader、AppClassLoader。
首先第一个Bootstrap，根据他的意思就知道是启动用的，它是用C++编写的，而且实际上不是classLoader的子类，而是JVM自身实现的。在JVM源码中，我们可以看到用static const char classpathFormat []  数组来存储 所需加载的jar之后就是extension classLoader这个类了，他是负责加载/lib/ext这个文件夹下的类的，或者java.ext.dirs这个系统属性指定（别说不知道是什么，我们在以前的课程中，经常使用的user.dir也是系统属性），因为默认的Ext.dirs对所有从同一个JRE中启动的JVM都是通用的，所以放入这个目录的JAR类包对所有的JVM和system classloader都是可见的。剩下的一个就是AppClassLoader了，我们用的url内个也是它的儿子，用来加载classpath。ClassLoader加载类用的是靠上级的方式（这个名字有点忘了 AppClassLoader->ExtClassLoader->好像是全局委托吧），就是加载类的时候，上级先找，找不到下级来。所以就是 bootstrap。我们需要思考一下为什么要采用这种模式来处理，因为如果我们编写一个具有危险性的类，注意这个类要和系统存在的类重名，比如java.lang.math，那么当加载的时候这个有危险的类就不会加载到用户，因为bootstrap就不会加载这个类，因为那时候已经有原有的java.lang.Math了。如果不采用，那就直接在用户机器上运行，破坏安全。
这里举一个例子，比如你有两个类，一个放到了ext.dirs中 这个类引用了另外一个类，另外一个放到classpath中，那么 就会报错了。因为第二个类默认用Extloader来搜索，他不会让appLoader去查找。

妥了，那现在说说Tomcat为什么要使用自己的加载器，一个原因在上面已经说了，另外就是需要缓存以前的类，和预先加载一些类做预备。当然，说这么多J2SE的loader是为了让大家不与tomcat的loader混淆， j2se是用来加载类的，而tomcat实际上是一个webApp的Loader，Loader组件必须要实现org.apache.catalina.Loader接口。
Tomcat的Loader其实也是像J2SE中那样的。

首先是Commonclass Loader，主要是加载tomcat 的common下的所有jar和类。他的上级是appclassloader

之后就是server和shared Class Loader，两只个的区别是，前者是加载tomcat的核心类，主要是tomcat的server目录。而后者是加载 web app的类（公共类）。他们的上级是common class loader

再之后就是 webappclass loader了，这个是用来加载每个app的WEB-INF/ classes和lib的。他的上级是shared class loader。但是它的加载 和 之前的不一样，刚才说了Tomcat的loader是有缓存的，如果之前的类没加载，那么就给它 上级来加载（这里就是j2se的加载了），之后，如果加载失败了，那就查找WEB-INF/classes 和 lib下，这个是怎么实现的，我下面就会说。如果再没找到，就给shared class loader。 如果以前加载过，直接从缓存取就行了。

其实这里没什么说的，其实主要理解一下Java的loader 的委托模式。

我们先来看看Loader这个接口，其中我们注意与Repository有关的方法，Repository这个单词的意思是仓库。那么思考一下，这里的repository就是代表类库的意思，add就是添加,find就是查找。那么，我们来看看

Loader的实现类，是如何实现的。这个类在org.apache.catalina.loader.WebappLoader中。

    public void addRepository(String repository) {

        if (debug >= 1)
            log(sm.getString("webappLoader.addRepository", repository));

        for (int i = 0; i < repositories.length; i++) {
            if (repository.equals(repositories[i]))
                return;
        }
        String results[] = new String[repositories.length + 1];
        for (int i = 0; i < repositories.length; i++)
            results[i] = repositories[i];
        results[repositories.length] = repository;
        repositories = results;

        if (started && (classLoader != null)) {
            classLoader.addRepository(repository);
            setClassPath();
        }
	//我们可以看到，这里就是一个数组的操作
    }

之后我们看看他的Start（）方法，这个方法在Lifecycle中说过了。那么，在运行的初期，系统就会默认调用一个方法setRepositories()，这个在start()方法可以自己找到，那我贴一段setRepositories方法。

        // 加载Context的工作目录
        File workDir =
            (File) servletContext.getAttribute(Globals.WORK_DIR_ATTR);
        if (workDir == null)
            return;
        log(sm.getString("webappLoader.deploy", workDir.getAbsolutePath()));

        DirContext resources = container.getResources();

        //这里，就是将这个  classes目录设置到repository中，所以不用看了，我们的apploader
        //一定默认加载了  /WEB-INF/classes目录的实现。
        String classesPath = "/WEB-INF/classes";
        DirContext classes = null;

看到了么，这里就是默认加载classes的地方，其实/lib目录也是开始的时候就被加到repositories中了，这个希望可以自己找到。毕竟读代码也是需要多多练习的~。
我们都知道，这个东西是要跟一个容器关联的，Engine，host，Context，Wrapper这四个容器中，他关联的是context。也不是说必须关联，只是context必须要有这个加载器。另外，我们在用tomcat的时候，会发现另外一个功能，就是当我们更改完servlet之后一般都不需要重启服务器，因为tomcat存在一种reloader机制。这个reloader也是一个接口，每个加载器都必须实现这个，其实就是实现以下reloader接口的 modified方法，来看  是否被更改，更改了就重新加载。
今天先说这么多，明天我会具体的分析一下这个appclassloader这个类。其实我觉得讲了这么多了，这个类其实大家也都能看懂了吧。另外说一下，用下面这段代码，可以看bootstrap在启动的时候到底加载了什么jar。注意！   这里不能用Eclipse去用这段代码。因为eclipse的Access Rule的问题。具体的设置，我会在下面贴图。

public class Test {
	public static void main(String args[]){
		URL[] urls=sun.misc.Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs(); 
		for (int i = 0; i < urls.length; i++) { 
			System.out.println(urls[i].toString()); 
		} 

	}
}

首先看一下运行截图。