Tomcat打破双亲委派机制

上篇文章主要分析了JVM类加载机制，本篇文章承接上篇文章，主要是分析
tomcat打破双亲委派机制，建议在看本文之前，先去看看上篇，地址：
从JDK源码级别深度解析JVM类加载机制
首先，我们思考一个问题，tomcat为什么要打破双亲机制？
大家都知道，tomcat是一个web容器，它需要解决下面这几个问题：
1.版本隔离：一个web容器可能需要部署多个应用程序，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，不能要求同一个类库在同一个服务器只有一份，因此要保证每个应用程序的类库都是独立的，保证相互隔离。
2.版本共享：部署在同一个web容器中相同的类库相同的版本可以共享。否则，如果服务器有20个应用程 序，那么要有20份相同的类库加载进虚拟机。
3.类库隔离：web容器也有自己依赖的类库，不能与应用程序的类库混淆。基于安全考虑，应该让容器的类库和程序的类库隔离开来。
4. jsp修改：web容器要支持jsp的修改，jsp 文件最终也是要编译成class文件才能在虚拟机中运行，但程序运行后修改jsp常见的事情， web容器需要支持 jsp 修改后不用重启。
版本隔离，如果tomcat使用默认的双亲委派加载机制，肯定是无法加载多个相同类库的不同版本的，默认的加载器只认权限定类名，并且只有一份。
版本共享，使用默认的双亲委派加载机制是可以实现的。
类库隔离，同样的也需要打破双亲委派机制。
jsp修改，其实就是实现jsp的热加载，实现机制就是每个jsp文件对应一个唯一的类加载器，当jsp文件修改了，我们就将其对应的类加载器给卸载了，然后再重新为其创建一个类加载器，重新加载jsp。
tomcat几个主要的类加载器：
1.CommonLoader类加载器：Tomcat最基本的类加载器，加载路径中的class可以被Tomcat容 器本身以及各个Webapp访问。
2.CatalinaLoader类加载器：Tomcat容器私有的类加载器，加载路径中的class对于Webapp不 可见。
3.sharedLoader：各个Webapp共享的类加载器，加载路径中的class对于所有 Webapp可见，但是对于Tomcat容器不可见。
4.WebappClassLoader：各个Webapp私有的类加载器，加载路径中的class只对当前 Webapp可见，比如加载war包里相关的类，每个war包应用都有自己的WebappClassLoader，实现相互隔离，比如不同war包应用引入了不同的spring版本， 这样实现就能加载各自的spring版本。
tomcat自定义加载器详解图：

图中可以看出：
1.CommonClassLoader能加载的类都可以被CatalinaClassLoader和SharedClassLoader使用， 从而实现了公有类库的共用。2.CatalinaClassLoader和SharedClassLoader自己能加载的类则与对方相互隔离。
3.WebAppClassLoader可以使用SharedClassLoader加载到的类，但各个WebAppClassLoader 实例之间相互隔离。
4.JasperLoader的加载范围仅仅是这个JSP文件所编译出来的那一个.Class文件，它出现的目的就是为了被丢弃：当Web容器检测到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文件的热加载功能。
很显然，tomcat这种加载机制违背了双亲委派机制模型，它为了实现隔离性，每个 webappClassLoader加载自己的目录下的class文件，不会传递给父类加载器，打破了双亲委派机制。
最后，用代码模拟一下tomcat打破双亲委派机制，实现webappClassLoader加载自己war包应用内不同版本类实现相互共存与隔离。

package test01;

import java.io.FileInputStream;
import java.lang.reflect.Method;

/**
 * Created
 */
public class MyClassLoader {
    static class MyClassLoader1 extends ClassLoader{
        private String classPath;

        public MyClassLoader1(String classPath){
            this.classPath = classPath;

        }

        private byte[] loadByte(String name)throws Exception{
            name = name.replaceAll("\\.","/");
            FileInputStream fis = new FileInputStream(classPath+"/"+name+".class");
            int len = fis.available();
            byte[] data = new byte[len];
            fis.read(data);
            fis.close();
            return data;
        }

        @Override
        protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
            try {
                byte[] data = loadByte(name);
                return defineClass(name,data,0,data.length);
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
                throw new ClassNotFoundException();
            }
        }
        public static void main(String[] arg) throws Exception{
            loadTest("E:/jvm","com.huigu.stu.Student1","study");
            loadTest("E:/jvm2","com.huigu.stu.Student1","study");
        }

        public static void  loadTest(String classPath,String name,String methodName) throws Exception{
            //初始化自定义类加载器，会先初始化父类ClassLoader，
            // 其中会把自定义类加载器的父加载器设置为应用程序类加载器AppClassLoader
            MyClassLoader1 classLoader1 = new MyClassLoader1(classPath);
            Class clazz = classLoader1.loadClass(name);
            Object obj = clazz.newInstance();
            Method method = clazz.getDeclaredMethod(methodName,null);
            method.invoke(obj,null);
            System.out.println(clazz.getClassLoader().getClass().getName());
        }


        //重写类加载方法，实现自己的加载逻辑，不委派给双亲加载


        @Override
        protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException {
            synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
                // First, check if the class has already been loaded
                Class<?> c = findLoadedClass(name);
                if(!name.startsWith("com.huigu.stu")){
                    c = this.getParent().loadClass(name);
                   // c = super.loadClass(name,resolve);
                }else{
                    if (c == null) {
                        // If still not found, then invoke findClass in order
                        // to find the class.
                        long t1 = System.nanoTime();
                        c = findClass(name);
                    }
                    if (resolve) {
                        resolveClass(c);
                    }
                }
                return c;
            }
        }
    }


}
//这个Student1 class文件放在E:/jvm/com/huigu/stu下
package com.huigu.stu;

public class Student1 {
    private String name;

    public Student1() {
    }

    public void study() {
        System.out.println("第一个版本学生！");
    }
}
//这个Student1 class文件放在E:/jvm2/com/huigu/stu下
package com.huigu.stu;

public class Student1 {
    private String name;

    public Student1() {
    }

    public void study() {
        System.out.println("第二个版本学生！");
    }
}

运行结果：
第一个版本学生！
test01.MyClassLoader$MyClassLoader1:test01.MyClassLoader$MyClassLoader1@1540e19d
第二个版本学生！
test01.MyClassLoader$MyClassLoader1:test01.MyClassLoader$MyClassLoader1@7f31245a

这样就实现相同包名和类名的类对象可以共存与隔离，这两个包名和类名的类都相同的对象都是由不同的类加载器加载的。

参考文献
http://tomcat.apache.org/tomcat-9.0-doc/class-loader-howto.html