Tomcat - 模拟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

简介: Tomcat - 模拟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

20200613095116593.png

Tomcat要解决什么问题?


作为一个Web容器,Tomcat要解决什么问题 , Tomcat 如果使用默认的双亲委派类加载机制能不能行?


我们知道Tomcat可以部署多个应用,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 .


举个例子 假设APP1 使用的是 Spring4 , APP2 使用的是Spring5 , 毫无疑问 Spring4 和 Spring 5 肯定有 类的全路径一样的类吧,如果使用双亲委派 ,父加载器加载谁?


部署在同一个web容器中相同的类库相同的版本可以共享, 比如jdk的核心jar包,否则,如果服务器有n个应用程序,那么要有n份相同的类库加载进虚拟机。


web容器 自己依赖的类库 (tomcat lib目录下),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。


2020061300050537.png



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, web容器需要支持 jsp 修改后不用重启 ,就是热加载的功能。


结合上面的4个问题,我们看下双亲委派能不能支持?


第一个问题,如果使用默认的类加载器机制,肯定是无法加载两个相同类库的不同版本的,如果使用双亲委派,让父加载器去加载 ,不管你是什么版本的,只要你的全限定类名一样,那肯定只有一份,APP 隔离 无法满足


第二个问题,默认的类加载器是能够实现的,很好理解嘛, 就是双亲委派的功能,保证唯一性。


第三个问题和第一个问题一样。


第四个问题, 要怎么实现jsp文件的热加载呢? 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?可以直接卸载掉这jsp文件的类加载器 .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。 源码详见: org.apache.jasper.servlet.JasperLoader


Tomcat违反了双亲委派机制?


Bootstrap
          |
       System
          |
       Common
       /     \
  Webapp1   Webapp2 ...


也不尽然,核心的Java的加载还是遵从双亲委派 。

Tomcat中 各个web应用自己的类加载器(WebAppClassLoader)会优先加载,打破了双亲委派机制。加载不到时再交给commonClassLoader走双亲委托 .


模拟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


我们基于JVM - 实现自定义的ClassLoader就是这么简单


package com.gof.facadePattern;
import java.io.FileInputStream;
import java.lang.reflect.Method;
/**
 * @author 小工匠
 * @version v1.0
 * @create 2020-06-11 23:09
 * @motto show me the code ,change the word
 * @blog https://artisan.blog.csdn.net/
 * @description
 **/
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<?> 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 ("com.gof.facadePattern.Boss1".equals(name)){
                        c = findClass(name);
                    }else{
                        // 交由父加载器去加载
                        c = this.getParent().loadClass(name);
                    }
                }
                if (resolve) {
                    resolveClass(c);
                }
                return c;
            }
        }
        @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();
            }
        }
    }
    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:/artisan");
        //D盘创建 artisan/com/gof/facadePattern 目录,将Boss类的复制类Boss1.class丢入该目录
        Class clazz = classLoader.loadClass("com.gof.facadePattern.Boss1");
        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:/artisan1");
        //D盘创建 artisan1/com/gof/facadePattern 目录,将Boss类的复制类Boss1.class丢入该目录
        Class clazz1 = classLoader1.loadClass("com.gof.facadePattern.Boss1");
        Object obj1 = clazz1.newInstance();
        Method method1 = clazz1.getDeclaredMethod("sout", null);
        method1.invoke(obj1, null);
        System.out.println(clazz1.getClassLoader() );
    }
}

20200613142701369.png


为了好区分 我们把Boss1 的类 ,sout方法的输出稍微调整下,以示区别。

应用中的Boss1 无需删除

20200614003245655.png


同时模拟第二个应用, 在D盘创建 artisan1/com/gof/facadePattern 目录,将Boss类的复制类Boss1.class丢入该目录


基于以上前置条件,得出如下结论


我们通过上面的示例模拟出了同一个JVM内, 分别使用不同的类加载器(new 出来的)去加载不同classpath下的类,而避免了走双亲委派,去模拟tomcat的类加载机制


通过结论可以得出在同一个JVM内,两个相同包名和类名的类对象可以共存,是因为他们的类加载器不一样。


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是否相同


Tomcat加载机制小结


20200604090610632.png


当tomcat启动时,会创建几种类加载器:


Bootstrap 引导类加载器 : 加载JVM启动所需的类,以及标准扩展类(位于jre/lib/ext下)


System 系统类加载器 : 加载tomcat启动的类,比如bootstrap.jar,通常在catalina.bat或者catalina.sh中指定。位于CATALINA_HOME/bin下


20200613093125911.png

4. webapp 应用类加载器: 每个应用在部署后,都会创建一个唯一的类加载器。该类加载器会加载位于 WEB-INF/lib下的jar文件中的class 和 WEB-INF/classes下的class文件。


Common 通用类加载器:加载tomcat使用以及应用通用的一些类,位于CATALINA_HOME/lib下,比如servlet-api.jar

20200613093211921.png



总之 当应用需要到某个类时,则会按照下面的顺序进行类加载:


1 使用bootstrap引导类加载器加载 (JVM 的东西 )


2 使用system系统类加载器加载 (tomcat的启动类Bootstrap包)


3 使用WebAppClassLoader 加载 WEB-INF/classes (应用自定义的class)


4 使用WebAppClassLoader 加载在WEB-INF/lib (应用的依赖包)


5 使用common类加载器在CATALINA_HOME/lib中加载 (tomcat的依赖包,公共的,被各个应用共享的)


相关文章
|
Java 应用服务中间件 Windows
【应用服务 App Service】App Service 中部署Java项目,查看Tomcat配置及上传自定义版本
【应用服务 App Service】App Service 中部署Java项目,查看Tomcat配置及上传自定义版本
158 0
|
Ubuntu 前端开发 JavaScript
技术笔记:Ubuntu:一个部署好的tomcat应用(war包)怎么用Nginx实现动静分离?
技术笔记:Ubuntu:一个部署好的tomcat应用(war包)怎么用Nginx实现动静分离?
|
应用服务中间件 数据库
Tomcat 的数据库连接池设置与应用
Tomcat 的数据库连接池设置与应用
168 3
|
安全 Java 应用服务中间件
Windows版本的Tomcat无法启动,如何处理?
Windows版本的Tomcat无法启动,如何处理?
1291 14
|
Java 应用服务中间件 Shell
|
缓存 前端开发 Java
【Azure 应用服务】App Service 使用Tomcat运行Java应用,如何设置前端网页缓存的相应参数呢(-Xms512m -Xmx1204m)?
【Azure 应用服务】App Service 使用Tomcat运行Java应用,如何设置前端网页缓存的相应参数呢(-Xms512m -Xmx1204m)?
164 0
|
Java 应用服务中间件
tomcat7 与 tomcat8 加载 jar包的顺序
tomcat7 与 tomcat8 加载 jar包的顺序
506 0
|
算法 Java 应用服务中间件
开发与运维机制问题之在Tomcat的类加载机制中,如果BootstrapClassLoader没有加载成功类,Tomca如何解决
开发与运维机制问题之在Tomcat的类加载机制中,如果BootstrapClassLoader没有加载成功类,Tomca如何解决
172 0
|
应用服务中间件 Shell
tomcat版本自动升级脚本
请注意,这只是一个简单的示例脚本,用于演示自动升级Tomcat版本的思路。实际部署中,您可能需要根据您的环境和需求对脚本进行更详细的定制和错误处理。确保在升级Tomcat版本之前备份重要数据和配置文件,以防止意外情况发生。
210 0