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Tomcat类加载器与类加载机制

概述​

Tomcat作为一个支持多Web应用同时运行的Servlet容器，需要解决一个核心问题：如何实现不同Web应用之间的类隔离。为此，Tomcat设计了一套独特的类加载器层次结构，并对传统的双亲委派机制进行了改造。

为什么需要特殊的类加载机制​

在深入了解Tomcat类加载机制之前，先理解其设计背景：

多应用隔离需求​

面临的问题：

问题描述传统方式的困境
版本冲突不同应用依赖同一类库的不同版本双亲委派只会加载一个版本
类污染一个应用的类影响其他应用共享类加载器导致相互影响
热部署更新某个应用不影响其他应用类加载器不支持卸载类

Tomcat类加载器层次结构​

完整层次结构图​

核心类加载器说明​

Bootstrap ClassLoader（启动类加载器）​

由JVM实现，负责加载Java核心类库：

  • 加载路径：$JAVA_HOME/lib 及 lib/ext
  • 加载内容：java.lang.*、java.util.* 等核心类
  • 特点：由C++实现，在Java中表现为null

System ClassLoader（系统类加载器）​

负责加载Tomcat启动所需的类：

  • 加载路径：$CATALINA_HOME/bin
  • 加载内容：
    • bootstrap.jar - 启动入口类
    • tomcat-juli.jar - 日志组件
    • commons-daemon.jar - 守护进程支持

Common ClassLoader（公共类加载器）​

加载Tomcat和所有Web应用都可以访问的公共类：

  • 加载路径：$CATALINA_HOME/lib
  • 加载内容：
    • servlet-api.jar - Servlet规范API
    • jsp-api.jar - JSP规范API
    • catalina.jar - Tomcat核心
    • 其他公共库

WebApp ClassLoader（Web应用类加载器）​

每个Web应用独立拥有的类加载器：

  • 加载路径：
    • WEB-INF/classes - 应用编译的类
    • WEB-INF/lib - 应用依赖的jar包
  • 特点：应用间完全隔离

简化的实际层次​

在默认配置下，Server ClassLoader和Shared ClassLoader是未启用的，实际的类加载器层次更加简洁：

类加载机制详解​

Tomcat的类加载机制并非简单地遵循或违反双亲委派，而是采用了一种灵活的策略。

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