深入了解Java虚拟机 - （一）类加载和双亲委派机制
目录标题
- 一、剖析JVM类加载机制
-
- 类是如何被加载到jvm内存的
- 类加载的过程
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- 1. 加载：
- 2. 验证
- 3. 准备
- 4.解析
- 5. 初始化
- 【类加载器】和【双亲委派机制】
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- Java中有哪些类加载器
- 打印类加载器
- 类加载器初始化过程：
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- 2.3.1 Launcher源码
- 2.3.2 AppClassLoader源码
- 2.3.3 ExtClassLoader
- 双亲委派机制
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- 2.4.1 为什么运行类Math默认被AppClassLoader加载？
- 2.4.2 双亲委派机制流程
- 2.4.3 为什么要设计双亲委派机制？
- 2.4.4 全盘负责委托机制
- 2.4.5 自定义类加载器示例
- 2.4.6 打破双亲委派机制
- Tomcat打破双亲委派机制
-
- 3.1 Tomcat中为什么要使⽤⾃定义类加载器
- 3.2 Tomcat如何解决问题的
- 3.3Tomcat自定义加载器详解
- 3.4Tomcat如何进⾏优化？
一、剖析JVM类加载机制
类是如何被加载到jvm内存的
当我们在使用idea右击运行main方法的时候（或者使用Java命令运行该Java文件），为了让类运行起来，需要把这个类加载到jvm内存中。
右击(指向java指令)运行代码的大体流程如下：
或者说是javac（先编译）+java（后运行）命令后代码运行流程。 Javac.exe 和java.exe
都是jdk/bin下的可执行文件。
类加载的过程
类相关信息的加载，以及静态相关。
加载过程是jvm运行的一部分。 会涉及jvm运行时内存。
加载、验证、准备、解析、初始化。
1. 加载：
在硬盘上查找并通过IO读入字节码文件，使用到类时才会加载，例如调用类的main()方法，new对象等等，在加载阶段会在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区这个类的各种数据的访问入口（我们可以通过反射获取这个类的所有信息，因此将Class对象叫做入口）
2. 验证
校验字节码文件的正确性；
字节码文件具备特定的格式，如果格式出错是不允许加载到jvm的。
比如字节码文件开头是“cafe babe”，这是字节码标识，如果把它去掉，就会出问题的。
Java文件–字节码文件–机器码文件（只有0，1）.
3. 准备
给类的静态变量分配内存，并赋予默认值；
静态变量是类变量，只能在全局定义，不可静态或者非静态方法中定义。
Q1：注意：是默认值，不是最终值。
如上代码 static int initData = 666； 666是int类型的initData的最终值。
Java的jvm对各个类型的默认值有明确的规定：
int ： 0；
boolean： false；
引用类型对象： null 。 如上的User user = new User(); 默认值是null。
Q2 : 如果是static final int initData = 666，那么默认值是多少？
– R ： 准备阶段是对静态变量来说的，final修饰的initData是常量，所以默认值就是最终值666.
4.解析
将符号引用替换为直接引用，该阶段会把一些静态方法 (符号引用，比如main()) 替换为指向数据所存内存的指针或句柄等(直接引用)，这是所谓的静态链接过程(类加载期间完成，加载!=编译，加载是对编译的文件加载到内存)；
动态链接是在程序运行期间完成的将符号引用替换为直接引用，下节课会讲到动态链接；
5. 初始化
对类的静态变量初始化为指定的值，执行静态代码块 。
【类加载器】和【双亲委派机制】
Java中有哪些类加载器
上面的类加载过程主要是通过类加载器来实现的，Java里有如下几种类加载器 ：
● 引导类加载器（启动类加载器）：负责加载支撑JVM运行的位于jdk/jre的lib目录下的核心类库，比如rt.jar、charsets.jar等；
>该加载器是c++创建的，下面的三个加载器是Java创建的。
● 扩展类加载器：负责加载支撑JVM运行的位于jdk/JRE的lib目录下的ext扩展目录中的JAR类包；
● 应用程序（系统）类加载器：负责加载ClassPath路径下的类包，主要就是加载你自己写的那些类；
AppClassLoader加载的是类路径下的类，即target/classpath下的类；
● 自定义加载器：负责加载用户自定义路径下的类包。（就是指定路径下的类）
自定义加载器的本质：就是为了让加载器加载自己定义的路径下的类。
打印类加载器
package com.cms.cms.jvm;
import sun.misc.Launcher;
import java.net.URL;
/**
* Description: 类加载器
* User: chenmingsong3
* DateTime: 2021/2/23 17:51
* Version：1.0.0.0
*/
public class TestJDKClassLoader {
public static void main(String[] args) {
// null。 String类被引导类加载器加载，引导类加载器是c++创建的，因此Java中打印不出来。
System.out.println(String.class.getClassLoader());
//sun.misc.Launcher$ExtClassLoader。 扩展类加载器
System.out.println(com.sun.crypto.provider.DESKeyFactory.class.getClassLoader().getClass().getName());
// sun.misc.Launcher$AppClassLoader。 应用程序类加载器
System.out.println(TestJDKClassLoader.class.getClassLoader().getClass().getName());
System.out.println();
ClassLoader appClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
ClassLoader extClassloader = appClassLoader.getParent();
ClassLoader bootstrapLoader = extClassloader.getParent();
//null
System.out.println("the bootstrapLoader : " + bootstrapLoader);
//the extClassloader : sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@3764951d
System.out.println("the extClassloader : " + extClassloader);
//the appClassLoader : sun.misc.Launcher$AppClassLoader@14dad5dc
System.out.println("the appClassLoader : " + appClassLoader);
System.out.println();
System.out.println("bootstrapLoader加载以下文件：");
URL[] urls = Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs();
for (int i = 0; i < urls.length; i++) {
System.out.println(urls[i]);
}
System.out.println();
System.out.println("extClassloader加载以下文件：");
System.out.println(System.getProperty("java.ext.dirs"));
System.out.println();
System.out.println("appClassLoader加载以下文件：");
System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));
}
}
类加载器初始化过程：
参见类运行加载全过程图可知其中会创建JVM启动器实例sun.misc.Launcher。
sun.misc.Launcher初始化使用了单例模式设计，保证一个JVM虚拟机内只有一个sun.misc.Launcher实例。
在Launcher构造方法内部，其创建了两个类加载器，分别是sun.misc.Launcher.ExtClassLoader(扩展类加载器)和sun.misc.Launcher.AppClassLoader(应用类加载器)。
JVM默认使用Launcher的getClassLoader()方法返回的类加载器AppClassLoader的实例加载我们的应用程序 。
看2.2打印类加载器的21行，我们的应用程序默认是由AppClassLoader来加载的。
比如加载Math.java这个类，是用AppClassLoader加载器的，但是AppClassLoader首先不会自己先加载，而是委托给他的父类加载器。
2.3.1 Launcher源码
启动类加载器是c++创建的，所以我们看不到启动类加载器的源码；
扩展类加载器、应用程序类加载器等其他加载器都是由sun.misc.launcher类创建的。
在Launcher类中：ExtClassLoader和AppClassLoader都是它的静态内部类。
public class Launcher {
...
public Launcher() {
Launcher.ExtClassLoader var1;
try {
//=======================
//构造扩展类加载器，在构造的过程中将其父加载器设置为null
var1 = Launcher.ExtClassLoader.getExtClassLoader();
} catch (IOException var10) {
throw new InternalError("Could not create extension class loader", var10);
}
try {
//========================
//构造应用类加载器，在构造的过程中将其父加载器设置为ExtClassLoader，
//Launcher的loader属性值是AppClassLoader，我们一般都是用这个类加载器来加载我们自
己写的应用程序
this.loader = Launcher.AppClassLoader.getAppClassLoader(var1);
} catch (IOException var9) {
throw new InternalError("Could not create application class loader", var9);
}
...
}
...
}
● Launcher.java，他分别创建了AppClassLoader和ExtClassLoader，我们可以鼠标点击进去追加代码；
2.3.2 AppClassLoader源码
应用程序加载器是指 Sun公司实现的sun.misc.Launcher$AppClassLoader。它负责加载系统类路径java -classpath或-D java.class.path 指定路径下的类库，也就是我们经常用到的classpath路径，开发者可以直接使用系统类加载器，一般情况下该类加载是程序中默认的类加载器，通过ClassLoader#getSystemClassLoader()方法可以获取到该类加载器。
在Java的日常应用程序开发中，类的加载几乎是由上述3种类加载器相互配合执行的，在必要时，我们还可以自定义类加载器，需要注意的是，Java虚拟机对class文件采用的是按需加载的方式，也就是说当需要使用该类时才会将它的class文件加载到内存生成class对象，而且加载某个类的class文件时，Java虚拟机采用的是双亲委派模式即把请求交由父类处理，它一种任务委派模式，下面我们进一步了解它。
Launcher.AppClassLoader.getAppClassLoader(var1);通过追加发现，
static class AppClassLoader extends URLClassLoader{
public static ClassLoader getAppClassLoader(final ClassLoader var0) throws IOException {
...
return new Launcher.AppClassLoader(var1x, var0);
...
}
AppClassLoader(URL[] var1, ClassLoader var2) {
super(var1, var2, Launcher.factory);
this.ucp.initLookupCache(this);
}
}
AppClassLoader继承了URLClassLoader；URLClassLoader会根据运行类的位置来加载运行类到jvm内存；
public class URLClassLoader extends SecureClassLoader implements Closeable {
public URLClassLoader(URL[] urls, ClassLoader parent,
URLStreamHandlerFactory factory) {
super(parent);
...
}
===================================
class SecureClassLoader extends ClassLoader
...
protected SecureClassLoader(ClassLoader parent) {
super(parent);
...
}
===================================
public abstract class ClassLoader
private ClassLoader(Void unused, ClassLoader parent) {
this.parent = parent;
}
● ClassLoader是所有类加载器的父类；
● ClassLoader(Void unused, ClassLoader parent)，这个parent就是ExtClassLoader。
2.3.3 ExtClassLoader
static class ExtClassLoader extends URLClassLoader
...
private static Launcher.ExtClassLoader createExtClassLoader() throws IOException {
...
return new Launcher.ExtClassLoader(var1);
...
}
...
public ExtClassLoader(File[] var1) throws IOException {
super(getExtURLs(var1), (ClassLoader)null, Launcher.factory);
SharedSecrets.getJavaNetAccess().getURLClassPath(this).initLookupCache(this);
}
● 可以看到第10行，parent位置传入的是null，因为ExtClassLoader的父类加载器是c++写的，没法传，因此null
双亲委派机制
JVM类加载器是有亲子层级结构的，如下图 ：
这里类加载其实就有一个双亲委派机制，加载某个类时会先委托父加载器寻找目标类，找不到再
委托上层父加载器加载，如果所有父加载器在自己的加载类路径下都找不到目标类，则在自己的
类加载路径中查找并载入目标类。
注意：–
第一次加载的时候，遵守双亲委派原则，发现父类加载器都没有加载Math类，所以AppClassLoader将Math类加载到自己维护的类集合中； 第二次加载的时候，AppClassLoader先从维护的已经加载了的类集合中找是否已经加载过这个类，如果已经加载过了就不必走双亲委派了，直接返回。
2.4.1 为什么运行类Math默认被AppClassLoader加载？
1.c++创建了引导类加载器；
2.c++调用Java代码，创建jvm启动类实例launcher；
3.引导类加载器加载launcher
4.在2.3.1中我们通过查看launcher源码发现，他创建了App类加载器和Ext类加载器。
5.我们现在再次分析Launcher类源码发现，在创建Launcher实例的时候，就设置AppClassLoader为默认加载器了
public class Launcher {
private ClassLoader loader;
public Launcher() {
...
this.loader = Launcher.AppClassLoader.getAppClassLoader(var1);
...
}
public ClassLoader getClassLoader() {
return this.loader;
}
}
2.4.2 双亲委派机制流程
比如我们的Math类，最先会找应用程序类加载器加载，应用程序类加载器会先委托扩展类加载
器加载，扩展类加载器再委托引导类加载器，顶层引导类加载器在自己的类加载路径里找了半天
没找到Math类，则向下退回加载Math类的请求，扩展类加载器收到回复就自己加载，在自己的
类加载路径里找了半天也没找到Math类，又向下退回Math类的加载请求给应用程序类加载器，
应用程序类加载器于是在自己的类加载路径里找Math类，结果找到了就自己加载了。。
双亲委派机制说简单点就是，先找父亲加载，不行再由儿子自己加载
Math类不是Java文件，是class文件，我们加载的是字节码文件。
target目录下的是编译后的文件的位置，因此Math类是在target下找到的。
Q：从源码级别看双亲委派机制如何实现的？
我们来看下应用程序类加载器AppClassLoader加载类的双亲委派机制源码，AppClassLoader的loadClass方法最终会调用其父类ClassLoader的loadClass方法，该方法的大体逻辑如下：
- 首先，检查一下指定名称的类是否已经加载过，如果加载过了，就不需要再加载，直接返回。
第一次加载的时候，遵守双亲委派原则，发现父类加载器都没有加载Math类，所以AppClassLoader将Math类加载到自己维护的类集合中； 第二次加载的时候，AppClassLoader先从维护的已经加载了的类集合中找是否已经加载过这个类，如果已经加载过了就不必走双亲委派了，直接返回。 - 如果此类没有加载过，那么，再判断一下是否有父加载器；如果有父加载器，则由父加载器加载（即调用parent.loadClass(name, false);）.或者是调用bootstrap类加载器来加载。
ClassLoader的loadClass方法，里面实现了双亲委派机制。 - 如果父加载器及bootstrap类加载器都没有找到指定的类，那么调用当前类加载器的findClass方法来完成类加载。
//ClassLoader的loadClass方法，里面实现了双亲委派机制
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException
{
synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
// 检查当前类加载器是否已经加载了该类。如果c==null则表示没有加载过
Class<?> c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
long t0 = System.nanoTime();
try {
if (parent != null) { //如果当前加载器父加载器不为空则委托父加载器加载该类
c = parent.loadClass(name, false);
} else { //如果当前加载器父加载器为空则委托引导类加载器加载该类
c = findBootstrapClassOrNull(name);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
// ClassNotFoundException thrown if class not found
// from the non-null parent class loader
}
if (c == null) {
// If still not found, then invoke findClass in order
// to find the class.
long t1 = System.nanoTime();
//都会调用URLClassLoader的findClass方法在加载器的类路径里查找并加载该类
c = findClass(name);
// this is the defining class loader; record the stats
sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
}
}
if (resolve) { //不会执行
resolveClass(c);
}
return c;
}
}
2.4.3 为什么要设计双亲委派机制？
● 沙箱安全机制：自己写的java.lang.String.class类不会被加载，这样便可以防止核心API库被随意篡改
● 避免类的重复加载：当父亲已经加载了该类时，就没有必要子ClassLoader再加载一次，保证被加载类的唯一性
看一个类加载示例：
package java.lang;
public class String {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("**************My String Class**************");
}
}
运行结果：
错误: 在类 java.lang.String 中找不到 main 方法, 请将 main 方法定义为:
public static void main(String[] args)
否则 JavaFX 应用程序类必须扩展javafx.application.Application
2.4.4 全盘负责委托机制
“全盘负责”是指当一个ClassLoder装载一个类时，除非显示的使用另外一个ClassLoder，否则该类所依赖及引用的类也由这个ClassLoder载入。
2.4.5 自定义类加载器示例
自定义类加载器只需要继承 java.lang.ClassLoader 类，该类有两个核心方法，一个是loadClass(String, boolean)，实现了双亲委派机制，还有一个方法是findClass，默认实现是空方法（其实类加载器在调用findClass的时候目的都是为了在自己的类路径下找到这个类），所以我们自定义类加载器主要是重写findClass方法。
自定义加载器的本质：
定义自己的类路径，让自定义加载器到自己定义的类路径下加载类。
自定义类加载器三步走：
1.继承ClassLoader；
2.重写findClass方法； – 在磁盘上读取路径文件class，该方法是URLClassLoader类的。
3.调用loadClass方法。 – 双亲委派机制代码
public class MyClassLoaderTest {
static class MyClassLoader extends ClassLoader {
private String classPath;
public MyClassLoader(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);
//defineClass将一个字节数组转为Class对象，这个字节数组是class文件读取后最终的字节数组。
return defineClass(name, data, 0, data.length);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
throw new ClassNotFoundException();
}
}
}
/*
场景声明：User1类不在该项目中，所以App类加载器加载类路径根本找不到User1.
*/
public static void main(String args[]) 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
MyClassLoader classLoader = new MyClassLoader("D:/test");
//D盘创建 test/com/tuling/jvm 几级目录，将User类的复制类User1.class丢入该目录
Class clazz = classLoader.loadClass("com.tuling.jvm.User1");
Object obj = clazz.newInstance();
Method method = clazz.getDeclaredMethod("sout", null);
method.invoke(obj, null);
System.out.println(clazz.getClassLoader().getClass().getName());
}
}
运行结果：
=======自己的加载器加载类调用方法=======
com.tuling.jvm.MyClassLoaderTest$MyClassLoader
注意：
- AppClassLoader加载的是类路径下的类，即target/classpath下的类；
- 如果我们的应用程序中已经存在user1，那么上面的输出结果就会是AppClassLoader。
2.4.6 打破双亲委派机制
，尝试打破双亲委派机制，用自定义类加载器加载我们自己写的User类 .
ClassLoader中的loadClass()方法里面写的是双亲委派机制代码，我们只需要在自己定义的MyClassLoader中对这个方法进行重写，就可以按照自己的意愿打破双亲委派机制。
● 自定义加载器MyClassLoader继承ClassLoader；
● 重写findClass方法；
● 重写loadClass方法； – 这个方法就是双亲委派机制的代码
public class MyClassLoaderTest {
static class MyClassLoader extends ClassLoader{
private String classPath;
public MyClassLoader(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);
//defineClass将一个字节数组转为Class对象，这个字节数组是class文件读取后最终的字节数组。
return defineClass(name,data,0,data.length);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
throw new ClassNotFoundException();
}
}
/**
* 重写类加载方法，实现自己的加载逻辑，不委派给双亲加载
下面的代码是直接从ClassLoader源码拿来的。
* @param name
* @param resolve
* @return
* @throws ClassNotFoundException
*/
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 (c == null) {
// If still not found, then invoke findClass in order
// to find the class.
long t1 = System.nanoTime();
/** //如果不是我们自己定义的类，就正常走双亲委派机制
if(!name.startsWith("com.cms.cms.jvm")){
c = this.getParent().loadClass(name);
}else {
c = findClass(name);
}
**/
// this is the defining class loader; record the stats
sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
}
if (resolve) {
resolveClass(c);
}
return c;
}
}
}
/*
场景声明：User类在该项目中，所以App类加载器加载类路径肯定是卡页不到User.
但是我们要做的是打破双亲委派机制，那就是如何让App类型加载器找不到User。
很简单啊，过滤掉就行了：如果是我们自定义的类如User，那就不走双亲委托。
*/
public static void main(String[] args) throws Exception {
MyClassLoader classLoader = new MyClassLoader("D:/test");
Class clazz = classLoader.loadClass("com.cms.cms.jvm.User");
Object obj = clazz.newInstance();
Method method = clazz.getDeclaredMethod("sout",null);
method.invoke(obj,null);
System.out.println(clazz.getClassLoader().getClass().getName());
}
}
这是因为所有的类都是Object的子类，在D:\test\下找不到 java\lang\Object.class。
由于我们打破 了双亲委派机制，Object类只能被我们自定义的类加载器去加载，但是我们自定义的加载器肯定是没有能力加载的；因此我们需要适当的更改自定义加载器中的loadClass方法：
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
...
if (c == null) {
// If still not found, then invoke findClass in order
// to find the class.
long t1 = System.nanoTime();
//如果不是我们自己定义的类，就正常走双亲委派机制
if(!name.startsWith("com.cms.cms.jvm")){
c = this.getParent().loadClass(name);
}else {
c = findClass(name);
}
...
}
if (resolve) {
resolveClass(c);
}
return c;
}
}
}
Tomcat打破双亲委派机制
以Tomcat类加载为例，Tomcat 如果使用默认的双亲委派类加载机制行不行？
3.1 Tomcat中为什么要使⽤⾃定义类加载器
我们思考一下：Tomcat是个web容器， 那么它要解决什么问题：
- 一个web容器可能需要部署两个应用程序，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。
- 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10个应用程序，那么要有10份相同的类库加载进虚拟机。
- 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。
- web容器要支持jsp的修改，我们知道，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已经是司空见惯的事情， web容器需要支持 jsp 修改后不用重启。
⼀个Tomcat中可以部署多个应⽤，⽽每个应⽤中都存在很多类，并且各个应⽤中的类是独⽴的，全类
名是可以相同的，⽐如⼀个订单系统中可能存在com.zhouyu.User类，⼀个库存系统中可能也存在
com.zhouyu.User类，⼀个Tomcat，不管内部部署了多少应⽤，Tomcat启动之后就是⼀个Java进程，
也就是⼀个JVM，所以如果Tomcat中只存在⼀个类加载器，⽐如默认的AppClassLoader，那么就只能
加载⼀个com.zhouyu.User类，这是有问题的，⽽在Tomcat中，会为部署的每个应⽤都⽣成⼀个类加载
器实例，名字叫做WebAppClassLoader，这样Tomcat中每个应⽤就可以使⽤⾃⼰的类加载器去加载⾃
⼰的类，从⽽达到应⽤之间的类隔离，不出现冲突。另外Tomcat还利⽤⾃定义加载器实现了热加载功
能。
3.2 Tomcat如何解决问题的
再看看我们的问题：Tomcat 如果使用默认的双亲委派类加载机制行不行？
答案是不行的。为什么？
- 第一个问题，如果使用默认的类加载器机制，那么是无法加载两个相同类库的不同版本的，默认的类加器是不管你是什么版本的，只在乎你的全限定类名，并且只有一份。
- 第二个问题，默认的类加载器是能够实现的，因为他的职责就是保证唯一性。
- 第三个问题和第一个问题一样。
- 我们再看第四个问题，我们想我们要怎么实现jsp文件的热加载，jsp 文件其实也就是class文件，那么如果修改了，但类名还是一样，类加载器会直接取方法区中已经存在的，修改后的jsp是不会重新加载的。那么怎么办呢？我们可以直接卸载掉这jsp文件的类加载器，所以你应该想到了，每个jsp文件对应一个唯一的类加载器，当一个jsp文件修改了，就直接卸载这个jsp类加载器。重新创建类加载器，重新加载jsp文件。
3.3Tomcat自定义加载器详解
tomcat的几个主要类加载器：
● commonLoader：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；
● catalinaLoader：Tomcat容器私有的类加载器，加载路径中的class对于Webapp不可见；
● 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；
● 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；
从图中的委派关系中可以看出：
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，而CatalinaClassLoader和SharedClassLoader自己能加载的类则与对方相互隔离。
WebAppClassLoader可以使用SharedClassLoader加载到的类，但各个WebAppClassLoader实例之间相互隔离。
而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。
tomcat 这种类加载机制违背了java 推荐的双亲委派模型了吗？答案是：违背了。
很显然，tomcat 不是这样实现，tomcat 为了实现隔离性，没有遵守这个约定，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。
模拟实现Tomcat的webappClassLoader加载自己war包应用内不同版本类实现相互共存与隔离：
下面的代码和上面2.4.6打破双亲委派机制的实现一模一样。
public class MyClassLoaderTest {
static class MyClassLoader extends ClassLoader {
private String classPath;
public MyClassLoader(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;
}
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();
}
}
/**
* 重写类加载方法，实现自己的加载逻辑，不委派给双亲加载
* @param name
* @param resolve
* @return
* @throws ClassNotFoundException
*/
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 (c == null) {
// If still not found, then invoke findClass in order
// to find the class.
long t1 = System.nanoTime();
//非自定义的类还是走双亲委派加载
if (!name.startsWith("com.tuling.jvm")){
c = this.getParent().loadClass(name);
}else{
c = findClass(name);
}
// this is the defining class loader; record the stats
sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
}
if (resolve) {
resolveClass(c);
}
return c;
}
}
}
public static void main(String args[]) throws Exception {
MyClassLoader classLoader = new MyClassLoader("D:/test");
Class clazz = classLoader.loadClass("com.tuling.jvm.User1");
Object obj = clazz.newInstance();
Method method= clazz.getDeclaredMethod("sout", null);
method.invoke(obj, null);
System.out.println(clazz.getClassLoader());
System.out.println();
MyClassLoader classLoader1 = new MyClassLoader("D:/test1");
Class clazz1 = classLoader1.loadClass("com.tuling.jvm.User1");
Object obj1 = clazz1.newInstance();
Method method1= clazz1.getDeclaredMethod("sout", null);
method1.invoke(obj1, null);
System.out.println(clazz1.getClassLoader());
}
}
运行结果：
=======自己的加载器加载类调用方法=======
com.tuling.jvm.MyClassLoaderTest$MyClassLoader@266474c2
=======另外一个User1版本：自己的加载器加载类调用方法=======
com.tuling.jvm.MyClassLoaderTest$MyClassLoader@66d3c617
注意：同一个JVM内，两个相同包名和类名的类对象可以共存，因为他们的类加载器可以不一样，所以看两个类对象是否是同一个，除了看类的包名和类名是否都相同之外，还需要他们的类加载器也是同一个才能认为他们是同一个。
模拟实现Tomcat的JasperLoader热加载
原理：后台启动线程监听jsp文件变化，如果变化了找到该jsp对应的servlet类的加载器引用(gcroot)，重新生成新的JasperLoader加载器赋值给引用，然后加载新的jsp对应的servlet类，之前的那个加载器因为没有gcroot引用了，下一次gc的时候会被销毁。
附下User类的代码：
package com.tuling.jvm;
public class User {
private int id;
private String name;
public User() {
}
public User(int id, String name) {
super();
this.id = id;
this.name = name;
}
public int getId() {
return id;
}
public void setId(int id) {
this.id = id;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public void sout() {
System.out.println("=======自己的加载器加载类调用方法=======");
}
}
3.4Tomcat如何进⾏优化？
对于Tomcat调优，可以从两个⽅⾯来进⾏调整：内存和线程。
⾸先启动Tomcat，实际上就是启动了⼀个JVM，所以可以按JVM调优的⽅式来进⾏调整，从⽽达到
Tomcat优化的⽬的。
另外Tomcat中设计了⼀些缓存区，⽐如appReadBufSize、bufferPoolSize等缓存区来提⾼吞吐量。
还可以调整Tomcat的线程，⽐如调整minSpareThreads参数来改变Tomcat空闲时的线程数，调整
maxThreads参数来设置Tomcat处理连接的最⼤线程数。
并且还可以调整IO模型，⽐如使⽤NIO、APR这种相⽐于BIO更加⾼效的IO模型。