JBoss、Tomcat Classloader不完全分析

由于平时项目中用到的还是JBoss 4.2.x所以我这里的分析时针对这个版本的，不一定适用其他JBoss版本。
下面言归正传。
JBoss为了实现类的共享引入了class loader repository的概念，并且设计了org.jboss.mx.loading.UnifiedClassLoader3 (UCL)来完成sharing classes的主要功能。
UCL和UnifiedLoaderRepository3 一对多的关系，默认情况下一个jboss实例中只有一个UnifiedLoaderRepository3实例，这个UnifiedLoaderRepository实例会和所有的UCL关联。
NoAnnotationClassLoader是UCL的父classloader用来加载$JBOSS_HOME/lib下的jar,system class loader是NoAnnotationClassLoader的父classloader。
这几个对象的关系请见下图

从上图可以看出默认情况下所有的UCL共享一个Repository，通过Repository可以实现class的共享。UnifiedLoaderRepository3实例中维护着两个容器，一个是class cache：这个容器很明显缓存了一些class，这样可以提高loadClass方法的执行效率；另一个是packagesMap：这个map维护的是类的包名和UCL的mapping关系。具体UCL按什么逻辑load class的请看下面的活动图：

UnifiedClassLoader3的继承结构如下图所示，UnifiedClassLoader3的父类RepositoryClassLoader重写了URLClassLoader的loadClass方法，实现了上图的逻辑

下面请看一下相关代码：
RepositoryClassLoader.java

public Class loadClass(String name, boolean resolve)
      throws ClassNotFoundException
   {
      boolean trace = log.isTraceEnabled();
      if (trace)
         log.trace("loadClass " + this + " name=" + name+", loadClassDepth="+loadClassDepth);
      Class clazz = null;
      try
      {
         if (repository != null)
         {
            clazz = repository.getCachedClass(name);//先从cache中load class
            if (clazz != null)
            {
               if( log.isTraceEnabled() )
               {
                  StringBuffer buffer = new StringBuffer("Loaded class from cache, ");
                  ClassToStringAction.toString(clazz, buffer);
                  log.trace(buffer.toString());
               }
               return clazz;
            }
         }
         //loadClassImpl中会调用的LoadMgr3的一些方法实现上面流程图的逻辑，具体的代码实现比较冗长，这里就不贴出来了
         clazz = loadClassImpl(name, resolve, Integer.MAX_VALUE);
         return clazz;
      }
      finally
      {
         if (trace)
         {
            if (clazz != null)
               log.trace("loadClass " + this + " name=" + name + " class=" + clazz + " cl=" + clazz.getClassLoader());
            else
               log.trace("loadClass " + this + " name=" + name + " not found");
         }
      }
   }

有几点结论可以加深一些印象：

1. JBoss做为Application Server可以部署ear包也可以war包。但是jboss在默认情况下处理ear和war是两种class load机制。
2. 当部署ear时，JBOSS默认使用我前面提到的class load机制。一个ear包里的所有的jar由一个UCL统一加载和管理
3. 需要注意的是ear里的war的部署有点特别。它只是将自身添加到ucl的classpath域中，而war下的WEB-INF/lib/*.jar，则是由WebAppClassloader来加载

由于jboss对所有UCL的共享机制就会导致出现一些class的版本冲突问题，一些应用加载不到自己的应用需要的class。对于这个问题JBOSS提供了一些解决措施：http://community.jboss.org/wiki/ClassLoadingConfiguration。后面我会再整理一下此前我遇到过的一个class冲突的case和解决办法。

Tomcat6/7 class loader机制
Tomcat class loader层次结构

Tomcat的class load机制较Jboss来说要简单
当web应用需要load class时先调用WebAppClassloader的loadClass方法，loadClass内部逻辑如下：

1. 调用findLoadedClass(String)检查此class是否已经加载，如果以加载则直接返回，如果没有则继续做下一步。
2. 调用system class loader的loadClass的方法，这样可以加载到JDK核心的类，如果没有找到符合的类则继续做下一步。
3. 如果WebAppClassloader的delegate属性是true或者正在处理的class在过滤列表里，会先从父class loader中加载类。如果没有则继续做下一步。一般这一步不会执行。
4. WebAppClassloader在自己的类库（WEB-INF/classes和WEB-INF/lib）中查找class。如果没有则继续做下一步。
5. 如果前面第3步已经跳过这一步会继续执行。如果前面第3步已经执行过，这一步就不会再执行。这一步的执行逻辑同第3步。

具体的代码可以看WebAppClassloader.loadClass(..)

参考文档：
http://community.jboss.org/wiki/JBossClassLoadingUseCases
http://community.jboss.org/wiki/ClassLoadingConfiguration
http://community.jboss.org/wiki/EnableClassloaderLogging
http://agapple.iteye.com/blog/791940