Tomcat热部署与热加载

热部署和热加载是类似的,都是在不重启Tomcat的情况下,使得应用的最新代码生效。

热部署表示重新部署应用,它的执行主体是Host,表示主机。

热加载表示重新加载class,它的执行主体是Context,表示应用。

Tomcat中的后台线程

热部署和热加载都需要监听相应的文件或文件夹是否发生了变化。它们都是由Tomcat的后台线程触发的。

BackgroundProcessor就表示后台线程。

每个容器都可以拥有一个BackgroundProcessor,但是默认情况下只有Engine容器会在启动的时候启动一个BackgroundProcessor线程。

该线程会每隔一段时间(可以设置,单位为秒),去执行后台任务,先执行本容器定义的后台任务,然后再执行子容器的定义的后台任务,子容器的任务执行完成后会继续执行其子容器的任务,直到没有子容器为止。从这里可以看出就算每个容器自己开启一个BackgroundProcessor,也只不过是多了一个执行相同任务的线程而已,执行任务的效率有所提升。

对于后台任务,所有容器会有一些统一的任务需要执行:

  1. 集群服务器心跳
  2. 如果一个容器拥有自己的类加载器,那么查看是否需要进行热加载
  3. 检查Session是否过期
  4. 执行每个容器对于的Realm对应的后台任务
  5. 执行每个容器中pipeline中的每个valve的后台任务
  6. 发布PERIODIC_EVENT事件
    在这个过程中的第2步中会触发热加载,第6步中会触发热部署

热加载

我们可以在Context上配置reloadable属性为true,这样就表示该应用开启了热加载功能,默认是false。
热加载触发的条件是:WEB-INF/classes目录下的文件发生了变化,WEB-INF/lib目录下的jar包添加、删除、修改都会触发热加载。

热加载大致流程为:

  1. 设置当前Context不能接受以及处理请求标志为true
  2. 停止当前Context
  3. 启动当前Context
  4. 设置当前Context不能接受以及处理请求标志为false

我们着重来分析一下第2、3步。

我们不妨先来分析第3步-启动当前Context的过程中会发生什么事情:

  1. 创建一个每个应用都单独自定义的WebappClassLoader
  2. 解析web.xml文件,这一步会做很多事情,但是主要的目的是寻找定义的Servlet并把它添加到Context中去,而对于寻找Servlet需要进行两个方面的寻找,一是从web.xml中寻找定义的Servlet,二是从寻找class文件中添加了@WebServlet注解的类。大家很有可能认为,此时是不是会去加载我们定义的Servlet类,可以告诉大家的是,这个时候不会,Servlet类的加载是在后面步骤发生的,那么这里就有疑问了,我们要看一个类上是不是存在一个@WebServlet注解,应该要先加载这个类呀?Tomcat并没有这么做,它是直接先把class文件当做一个普通文件,然后看这个文件对应的地方是否存在一个WebServlet注解,如果存在,则认为这个class文件是一个Servlet,然后把这个class的全名封装到Servlet对象中去,然后将Servlet对象添加到Context对象中。在解析web.xml时也是类似了,对于我们定义的Servlet,最后都会生成一个Servlet对象,然后记录一个这个Servlet对象对应的class的全名,最后把Servlet对象添加到Context中去。
  3. 我们在使用Servlet的时候还会用其他的一些注解比如@ServletSecurity、@RunAs等等,对于这些注解是有特定功能的,Tomcat为了识别这个注解,此时就要去真正加载我们的Servlet类了。当然要不要识别这些注解是可以配置的,如果不识别,那么这一步就不会发生了,那么Servlet类的加载就会在有请求过来时才会进行类的加载。

加载类过程:

  1. 调用WebappClassLoaderBase的loadClass方法进行类的加载,该方法传递一个类的全限定名。
  2. 要加载一个类,先得找到这个类在哪里,对应的是哪个classs文件,所以Tomcat中有一个缓存对象,该对象保存了一个类的全限定名对应的资源路径。当然,在第一次加载这个类时,这个缓存是空的,所以这个时候就要去寻找这个类对应的class文件地址,找到之后再缓存。接下来就来分析是怎么找到这个class文件地址的。
  3. 其实查找很容易,现在WEB-INF/classes/目录下是否存在这个类,如果不存在就看WEB-INF/lib/目录下的JAR包中是否存在这个类,最终如果找到就将进行缓存,保存一个类的全限定名对应的class文件地址或jar包地址。
  4. 当知道这个类在哪了之后,就可以defineClass了,最终得到一个class对象,并且也会将这个class对象设置到我们的缓存中,所以上文说的缓存中,其实是这么一个映射关系,一个类的全限定名对应这个类的文件地址以及这个类的class对象。
  5. 所以当下次再有情况需要加载class时,就可以直接取缓存中的对应的class对象了。

这是第3步,我们在来看第2步:

对于第2步-停止当前Context,其实所做的事情比较单一,就是清空和销毁,而其中跟类加载相关就是清空上文中的缓存对象。
这样,我们的热加载就是先清空所有东西,然后重新启动我们应用,但是因为这个的触发条件基本上是class类发生了变化,所以热加载的过程中关于应用其他的一些属性是没有发生变化的,比如你现在想在Context中添加一个Vavle是不会触发热加载的,而如果要达到这个效果就要用到热部署。

注意:虽然我们在热加载的过程发现它是先停止再启动,做法看似粗暴,但是这样是性价比比较高的,并且这种方式至少比重启Tomcat效率要高很多。

注意:热加载不能用于war包

关于类的加载,这里有一点是需要注意的,对于一个class文件所表示的类,同一个类加载器的不同实例,都可以加载这个类,并且得到的class对象是不同的,回到热加载,我们举一个例子,我们现在有一个A类,一个自定义的WebappClassloader类,一开始先用一个WebappClassloader实例加载A类,那么在jvm中就会存在一个A类的class对象,然后进行热加载,先停止,再启动,在停止的时候会杀掉当前应用的所有线程(除开真正执行代码的线程),再启动时又会生成一个WebappClassloader实例来加载A类,如果热加载之前的那个A类的class对象还没有被回收的话,那么此时jvm中其实会存在两个A类的class对象,这是不冲突,因为class对象的唯一标志是类加载器实例对象+类的全限定名。

热部署

BackgroundProcessor线程第六步会发出一个PERIODIC_EVENT事件,而HostConfig监听了此事件,当接收到此事件后就会执行热部署的检查与操作。

对于一个文件夹部署的应用,通常会检查以下资源是否发生变动:

• /tomcat-7/webapps/应用名.war

• /tomcat-7/webapps/应用名

• /tomcat-7/webapps/应用名/META-INF/context.xml

• /tomcat-7/conf/Catalina/localhost/应用名.xml

• /tomcat-7/conf/context.xml

对于一个War部署的应用,会检查以下资源是否发生变动:

• /tomcat-7/webapps/应用名.war

• /tomcat-7/conf/Catalina/localhost/应用名.xml

• /tomcat-7/conf/context.xml

对于一个描述符部署的应用,会检查以下资源是否发生变动:

• /tomcat-7/conf/Catalina/localhost/应用名.xml

• 指定的DocBase目录

• /tomcat-7/conf/context.xml

一旦这些文件或目录发生了变化,就会触发热部署,当然热部署也是有开关的,在Host上,默认是开启的。这里需要注意的是,对于一个目录是否发生了变化,Tomcat只判断了这个目录的修改时间是否发生了变化,所以和热加载是不冲突的,因为热加载监听的是WEB-INF/classes和WEB-INF/lib目录,而热部署监听的是应用名那一层的目录。

在讲热部署的过程之前,我们要先讲一下应用部署的优先级,对于一个应用,我们可以在四个地方进行定义:

  1. server.xml中的context节点
  2. /tomcat-7/conf/Catalina/localhost/应用名.xml
  3. /tomcat-7/webapps/应用名.war
  4. /tomcat-7/webapps/应用名

优先级就是上面所列的顺序,意思是同一个应用名,如果你在这个四个地方都配置了,那么优先级低的将不起作用。因为Tomcat在部署一个应用的时候,会先查一下这应用名是否已经被部署过了。

热部署的过程:

如果发生改变的是文件夹,比如/tomcat-7/webapps/应用名,那么不会做什么事情,只是会更新一下记录的修改时间,这是因为这个/tomcat-7/webapps/应用名目录下的文件,要么是jsp文件,要么是其他文件,而Tomcat只会管jsp文件,而对于jsp文件如果发生了修改,jsp自带的机制会处理修改的。

如果发生改变的是/tomcat-7/conf/Catalina/localhost/应用名.xml文件,那么就是先undeploy,然后再deploy,和热加载其实类似。对于undeploy就不多说了,就是讲当前应用从host从移除,这就包括了当前应用的停止和销毁,然后还会从已部署列表中移除当前应用,然后调用deployApps()就可以重新部署应用了。

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