1、-載入器,深入剖析Tomcat,第八章 載入器,* web應用程序載入器，即Tomcat中的載入器。 * servlet容器需要實現(xiàn)一個自定義的載入器，而不能使用簡單的系統(tǒng)的類載入器，因為： (1) servlet容器不應該完全相信它正在運行的servlet類，如果使用系統(tǒng)的類載入器，那么servlet就能夠訪問到所有的類，包括JVM中CLASSPATH指明的路徑下的所有類和庫，安全性低。 (2) 可以提供自動重載功能，當可以使用的目錄下的類發(fā)生變化時，Web應用程序會重新載入這些類。,第八章 載入器,* 在Catalina中，載入器是 org.apache.catalina.Loader接口

2、的實現(xiàn) * 支持自動重載，載入器須實現(xiàn) org.apache.catalina.loader.Reloader接口 * 了解兩個術語：倉庫(repository) 和資源(resource) 倉庫：表示類載入器會在哪里搜索要載入的類 資源： 指的是一個類載入器中的DirContext對象,第八章 載入器,Java的類載入器 從J2SE 1.2 開始，JVM使用了三種類載入器來載入所需要的類。 引導類載入器-引導啟動JVM-載入Java核心類-依賴JVM和操作系統(tǒng)版本 擴展類載入器-載入標準擴展目錄中的類-依賴于JDK供應商的具體實現(xiàn) 系統(tǒng)類載入器-默認的載入器，搜索CLASSPATH中指明的路

3、徑和JVR文件,第八章 載入器,JVM如何選擇類載入器？-代理模型 (1) 首先，調用系統(tǒng)類載入器，它將任務交給其父載入器 (2) 擴展類載入器又將任務交給其父載入器 (3) 引導類載入器首先執(zhí)行載入某個類的任務，如果找不到需要載入的類，那么擴展類載入器嘗試載入該類。 (4) 如果擴展類載入器找不到需要載入的類，那么系統(tǒng)類載入器繼續(xù)執(zhí)行載入任務 (5) 如果系統(tǒng)類載入器找不到需要載入的類，則會拋出異常- java.lang.ClassNotFoundException,第八章 載入器,* 為什么要做這樣一個循環(huán)的過程- 代理模型的重要用途就是為了解決類載入過程中的安全問題 看個例子：當程序的某

4、個地方調用了自定義的java.lang.Object類時，系統(tǒng)類載入器會將載入工作 委托給擴展類載入器，繼而會被交給引導類載入器。引導類載入器搜索其核心庫，找到標準的 java.lang.Object 類， 并將之實例化。 結果是，自定義的java.lang.Object類并沒有被載入。 java中類載入機制可以通過繼承抽象類java.lang.ClassLoader類編寫自己的類載入器。Tomcat使用自定義類載入器原因有三條： 為了在載入類中制定某些規(guī)則； 為了緩存已經載入的類； 為了實現(xiàn)類的預載入，方便使用,第八章 載入器,Loader 接口 載入web應用程序中需要的servlet類及

5、相關類需要遵循的一些規(guī)則： 1）應用程序中的servlet只能引用部署在WEB-INF/classes目錄及其子目錄下的類； 2）servlet類不能訪問其他路徑中的類，即使這些類包含在運行當前的Tomcat的jvm的classpath 環(huán)境變量中； 3）此外，servlet類只能訪問WEB-INF/lib目錄下的庫，其他目錄中的類庫不能訪問；,第八章 載入器,* Tomcat載入器指的是web應用程序載入器，而不僅僅指類載入器： 1) 載入器必須實現(xiàn)org.apache.catalina.Loader接口； 2) 使用自定義類載入器,它是org.apache.catalina.loader.

6、WebappClassLoader類的一個實例；（通過Loader接口的getClassLoader() 方法來獲?。?* Loader接口定義了對倉庫的操作：（Tomcat中的倉庫就是WEB-INFO/classes目錄和 WEB-INF/lib 目錄） 1）倉庫：一個web app的倉庫指的是，其WEB-INFO/classes目錄和WEB-INF/lib目錄，這兩個目錄作為倉庫添加到 載入器中； 2）addRepository方法和findRepositories()方法：添加一個新倉庫和返回所有倉庫集合（數(shù)組對象）； 3）Tomcat的載入器通常會與一個 Context級別的servl

7、et容器相關聯(lián)；,自動重載：如果Context容器中的一個或多個類被修改了， 載入器也可以支持對類的自動重載； 1）Loader接口使用modified()方法來支持類的自動重載：如果倉庫中的一個或多個類被修改了，那么modified()方法會返回true，才能提供自動重載的支持； 2）載入器類本身并不會自動重載：它會調用Context接口（容器）的reload()方法來實現(xiàn)； 3）setReloadable()和getReloadable()方法：用來指明是否支持載入器的自動重載；,第八章 載入器,4）自動重載的默認情況：默認情況下是禁用了自動重載的功能的，要想啟動Context容器的自動重

8、載功能，需要再server.xml文件中添加一個Context元素，如下所示： 5）載入器的實現(xiàn)會指明是否要委托給一個父類載入器；（Loader接口中聲明了 getDelegate()方法 和 setDelegate()方法）,第八章 載入器,6）org.apache.catalina.Loader的聲明代碼如下： package org.apache.catalina; import java.beans.PropertyChangeListener; public interface Loader public ClassLoader getClassLoader(); public Co

9、ntainer getContainer(); public void setContainer(Container container); public DefaultContext getDefaultContext(); public void setDefaultContext(DefaultContext defaultContext);,第八章 載入器,public boolean getDelegate(); public void setDelegate(boolean delegate); public String getInfo(); public boolean get

10、Reloadable(); public void setReloadable(boolean reloadable); public void addPropertyChangeListener(PropertyChangeListener listener); public void addRepository(String repository); public String findRepositories(); public boolean modified(); public void removePropertyChangeListener(PropertyChangeListe

11、ner listener); ,第八章 載入器,Catalina提供了org.apache.catalina.loader.WebappLoader類作為Loader接口的實現(xiàn)： WebappLoader對象中使用 org.apache.catalina.loader.WebappClassLoader 類的實例作為其類載入器，該類繼承自 java.NET.URLClassLoader類； Loader接口及其實現(xiàn)類的UML類圖：,第八章 載入器,Reloader接口 Reloader接口：為了支持類的自動重載功能，類載入器實現(xiàn)需要實現(xiàn)org.apache.catalina.loader.Re

12、loader接口； 最重要的方法：modified方法，其作用是：如果web app中的某個servlet或相關類被修改了，modified方法會返回true,第八章 載入器,WebappLoader類（web應用程序載入器，負責載入web應用程序中所使用到的類） 如上述的UML類圖所示，WebappLoader類實現(xiàn)Runnable接口，它就可以指定一個線程來不斷的調用其類載入器的modified（）方法，當調用WebappLoader類的start方法時，會完成以下幾項重要工作： w1）創(chuàng)建一個類載入器； w2）設置倉庫； w3）設置類路徑； w4）設置訪問權限； w5）啟動一個新線程來支

13、持自動重載,第八章 載入器,創(chuàng)建類載入器 WebappLoader類提供了getLoaderClass()方法 和setLoaderClass()方法來獲取或改變其私有變量的loaderClass的值； 1）該私有變量保存了一個字符串類型的值，指明了類載入器所要載入的類的名字； 2）默認情況下： 變量loadClass的值是org.apache.catalina.loader.WebappClassLoader； 3）也可以通過繼承WebappClassLoader類的方式實現(xiàn)自己的類載入器，然后調用setLoaderClass()方法強制WebappLoader實例使用自定義類載入器。否則的

14、話，在它啟動時，WebappLoader類會調用其私有方法createClassLoader()方法來創(chuàng)建 默認的類載入器；,第八章 載入器,private WebappClassLoader createClassLoader() throws Exception Class clazz = Class.forName(loaderClass); WebappClassLoader classLoader = null; if (parentClassLoader = null) classLoader = (WebappClassLoader) clazz.newInstance(); e

15、lse Class argTypes = ClassLoader.class ; Object args = parentClassLoader ; Constructor constr = clazz.getConstructor(argTypes); classLoader = (WebappClassLoader) constr.newInstance(args); return classLoader; ,第八章 載入器,設置倉庫 WebappLoader類的start()方法會調用setRepositories()方法將倉庫添加到其類載入器中。WEB-INF/classes目錄被傳入

16、到類載入器的addRepository()方法中，而WEB-INF/lib目錄被傳入類載入器的setJarPath()方法中。 設置類路徑 在start()方法中調用setClassPath()方法完成。 設置訪問權限 運行Tomcat時，若使用了安全管理器，則setPermissions()方法會為類載入器設置訪問相關的目錄權限，若沒有使用安全管理器，則此方法什么都不做，只是簡單的返回。,第八章 載入器,開啟新線程執(zhí)行類的重新載入 1）WebappLoader類支持自動重載功能：如果倉庫中的類被重新編譯了，那么這個類會自動重新載入，無需重啟tomcat； 2）為了實現(xiàn)這個功能：WebappL

17、oader類使用一個線程周期性地檢查每個資源的時間戳。間隔時間由變量 checkInterval 指定，單位為妙。默認case下， checkInterval的值為15，即每隔15秒會檢查一次是否有文件需要自動重新載入。 getCheckInterval方法和setCheckInterval方法 用于獲取和設置間隔時間； 3）tomcat4中，WebappLoader類實現(xiàn) java.lang.Runnable 接口來支持自動重載。,第八章 載入器,public void run() if(debug = 1) log(“BACKGROUND THREAD Starting”); while(

18、!threadDone) theadSleep(); if(!started) break; try if(!classLoader.modified() continue; cat(Exception e) notifyContext(); break; if(debug = 1) log(“BACKGROUND THREAD Stopping”);,第八章 載入器,對以上代碼的分析（run方法中while循環(huán)會執(zhí)行以下operations）： 1）使線程休眠一段時間，時長由變量checkInterval指定，以秒為單位； 2）調用WebappLoader 實例的類載入器的modified方

19、法檢查已經載入的類是否被修改，若沒有類修改，則重新執(zhí)行循環(huán)； 3）若某個已經載入的類被修改了，則調用私有方法 notifyContext()，通知與 WebappLoader實例關聯(lián)的 Context容器重新載入相關類；,第八章 載入器,private void notifyContext() WebappContextNotifier notifier = new WebappCotxNotfier(); (new Thread(notifier).start(); notifyContext()方法不會直接調用Context接口的reload方法，它會實例化一個內部類WebappConte

20、xtNotifier ，將其傳入一個新建的線程對象中，并調用線程的start() 方法，此時會執(zhí)行WebappContextNotifier 實例的run()方法，run()方法會調用Context接口的reload()方法。 class WebappContextNotifier implements Runnable public void run() (Context) container).reload(); ,第八章 載入器,WebappClassLoader類 web 應用程序中負責載入類的類載入器是： org.apache.catalina.loader.WebappClassL

21、oader類的實例；此類繼承自.URLClassLoader類。 優(yōu)化：緩存已經加載的類；緩存加載失敗的類的名字，下次 再加載的時候，直接拋出NotFound異常 安全性：不允許載入指定的某些類，名字儲存在變量triggers 中，某些特殊的包及其子包下的類也不允許載入， 也不將載入類的任務委托給系統(tǒng)類載入器去執(zhí)行。,第八章 載入器,類緩存 1）java.lang.ClassLoader類會維護一個Vector對象，保存已經載入的類，防止這些類在不使用時當做垃圾而回收； 2）資源：每個由 WebappClassLoader 載入的類（無論是在WEB-INF/classes 目錄下還是從某個JA

22、R 文件內作為類文件部署）， 都視為資源；資源是 org.apache.catalina.loader.ResourceEntry 類的實例。 3）所有已經緩存的類會存儲在resourceEntries的HashMap類型的變量中，其key值就是載入資源的名稱，載入失敗的類的名稱會存儲到另一個名為notFoundResource的HashMap類型的變量中。,第八章 載入器,public class ResourceEntry public long lastModified = -1; public byte binaryContent = null; public Class loaded

23、Class = null; public URL source = null; public URL codeBase = null; public Manifest manifest = null; public Certificate certificates = null; ,第八章 載入器,載入類（WebappClassLoader需要遵守的規(guī)則） 1）因為所有已經載入的類都會緩存起來，所以載入類時要先檢查本地緩存； 2）若本地緩存中沒有，則檢查上一層緩存，即調用 java.lang.ClassLoader 類的findLoadedClass() 方法； 3）若兩個緩存中都沒有，則使用系統(tǒng)的類載入器進行加載，防止 web 應用程序中的類覆蓋J2EE 的類； 4）若啟用了 SecurityM