深入浅出“类加载器” 之「案例分析：Tomcat 类加载器架构」
本文主要是《深入探索 JVM》系列中『类加载器』系列文章，通过 Tomcat 类加载器架构的分析来对类加载器有一个更‘生动’的了解。系列文章目录见：《 深入探索 JVM 》文集
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深入浅出“类加载器” 之「案例分析：Tomcat 类加载器架构」
一，Tomcat 类加载器架构
主流的Java Web服务器，都实现了自己定义的类加载器（一般都不止一个）。因为一个功能健全的Web服务器，要解决如下几个问题：
① 部署在同一个服务器上的两个Web应用程序所使用的Java类库可以实现相互隔离。
这是最基本的需求，两个不同的应用程序可能会依赖同一个第三方类库的不同版本，不能要求一个类库在一个服务器中只有一份，服务器应当保证两个应用程序的类库可以互相独立使用。
② 部署在同一个服务器上的两个Web应用程序所使用的Java类库可以互相共享。
这个需求也很常见，例如，用户可能有10个使用Spring组织的应用程序部署在同一台服务器上，如果把10份Spring分别存放在各个应用程序的隔离目录中，将会是很大的资源浪费——这主要倒不是浪费磁盘空间的问题，而是指类库在使用时都要被加载到服务器内存，如果类库不能共享，虚拟机的方法区就会很容易出现过度膨胀的风险。
③ 服务器需要尽可能地保证自身的安全不受部署的Web应用程序影响。
目前，有许多主流的Java Web服务器自身也是使用Java语言来实现的。因此，服务器本身也有类库依赖的问题，一般来说，基于安全考虑，服务器所使用的类库应该与应用程序的类库互相独立。
④ 支持JSP应用的Web服务器，大多数都需要支持HotSwap功能。
由于存在上述问题，在部署Web应用时，单独的一个ClassPath就无法满足需求了，所以各种Web服务器都“不约而同”地提供了好几个ClassPath路径供用户存放第三方类库，这些路径一般都以”lib”或”classes”命名。
通常，每一个目录都会有一个相应的自定义类加载器去加载放置在里面的Java类库。
- 在Tomcat目录结构中，有4组目录：
①「/common」目录中：类库可被Tomcat和所有的Web应用程序共同使用。
②「/server」目录中：类库可被Tomcat使用，对所有的Web应用程序都不可见。
③「/shared』目录中：类库可被所有的Web应用程序共同使用，但对Tomcat自己不可见。
④「/WebApp/WEB-INF」目录中：类库仅仅可以被此Web应用程序使用，对Tomcat和其他Web应用程序都不可见。
为了支持这套目录结构，并对目录里面的类库进行加载和隔离，Tomcat自定义了多个类加载器，这些类加载器按照经典的双亲委派模型来实现。
「CommonClassLoader」：加载「/common/*」中的Java类库
「CatalinaClassLoader」：加载「/server/*」中的Java类库
「SharedClassLoader」：加载「/shared/*」中的Java类库
「WebappClassLoader」：加载「/WebApp/WEB-INF/*」中的Java类库
「JasperLoader」：加载JSP文件
其中WebApp类加载器（WebappClassLoader）和Jsp类加载器（JasperLoader）通常会存在多个实例，每一个Web应用程序对应一个WebApp类加载器，每一个JSP文件对应一个Jsp类加载器。
JasperLoader的加载范围仅仅是这个JSP文件所编译出来的那一个Class，它出现的目的就是为了被丢弃：当服务器检测到JSP文件被修改时，会替换掉目前的JasperLoader的实例，并通过再建立一个新的Jsp类加载器来实现JSP文件的HotSwap功能。
对于Tomcat的6.x版本，只有指定了tomcat/conf/catalina.properties配置文件的server.loader和share.loader项后才会真正建立CatalinaClassLoader和SharedClassLoader的实例，否则会用到这两个类加载器的地方都会用CommonClassLoader的实例代替，而默认的配置文件中没有设置这两个loader项，所以Tomcat 6.x顺理成章地把/common、/server和/shared三个目录默认合并到一起变成一个/lib目录，这个目录里的类库相当于以前/common目录中类库的作用。这是Tomcat设计团队为了简化大多数的部署场景所做的一项改进，如果默认设置不能满足需要，用户可以通过修改配置文件指定server.loader和share.loader的方式重新启用Tomcat 5.x的加载器架构。
