Tomcat的挑戰
Tomcat上可以部署多個項目
Tomcat的一般部署，可以通過多種方式啟動一個Tomcat部署多個項目，那么Tomcat在設計時會遇到什么挑戰呢？
Tomcat運行時需要加載哪些類
Tomcat中的多個項目可能存在相同的類
Tomcat中類加載的挑戰
源碼分析徹底弄懂Tomcat的類加載
類加載與類加載器
類加載
類加載：主要是將.class文件中的二進制字節讀入到JVM中
我們可以看到因為這個定義，所以並沒有規定一定是要磁盤加載文件，可以通過網絡，內存什么的加載。只要是二進制流字節數據，JVM就認。
類加載過程：
1.通過類的全限定名獲取該類的二進制字節流；
2.將字節流所代表的靜態結構轉化為方法區的運行時數據結構
3.在內存中生成一個該類的java.lang.Class對象，作為方法區這個類的各種數據的訪問入口
類加載器
定義：JVM設計者把“類加載”這個動作放到java虛擬機外部去實現，以便讓應用程序決定如何獲取所需要的類。實現這個動作的代碼模塊成為“類加載器”
類與類加載器
對於任何一個類，都需要由加載它的類加載器和這個類來確定其在JVM中的唯一性。也就是說，兩個類來源於同一個Class文件，並且被同一個類加載器加載，這兩個類才相等。
注意：這里所謂的“相等”，一般使用instanceof關鍵字做判斷。
類加載器與雙親委派模型
類加載器
啟動類加載器：該加載器使用C++語言實現，屬於虛擬機自身的一部分。
啟動類加載器（Bootstrap ClassLoader）:負責加載JAVA_HOME\lib目錄中並且能被虛擬機識別的類庫加載到JVM內存中，如果名稱不符合的類庫即使在lib目錄中也不會被加載。該類加載器無法被java程序直接引用
拓展類加載器與應用程序類加載器：另一部分就是所有其它的類加載器，這些類加載器是由Java語言實現，獨立於JVM外部，並且全部繼承抽象類java.lang.ClassLoader。
擴展類加載器(Extension ClassLoader):該加載器主要負責加載JAVA_HOME\lib\ext目錄中的類庫，開發者可以使用擴展加載器。
應用程序類加載器（Application ClassLoader）:該列加載器也稱為系統加載器，它負責加載用戶類路徑(Classpath)上所指定的類庫，開發者可以直接使用該類加載器，如果應用程序中沒有自定義過自己的類加載器，一般情況下這個就是程序中默認的類加載器
雙親委派模型
定義：雙親委派模型的工作過程為：如果一個類加載器收到了類請求，它首先不會自己去嘗試加載這個類，而是把這個請求委派給父加載器去完成，每一層都是如此，因此所有類加載的請求都會傳到啟動類加載器，只有當父加載器無法完成該請求時，子加載器才去自己加載。
實現方式：該模型要求除了頂層的啟動類加載器外，其余的類加載器都應當有自己的父類加載器。子類加載器不是以繼承的關系來實現，而是通過組合關系來復用父加載器的代碼。
意義：好處雙親委派模型的好處就是java類隨着它的類加載器一起具備了一種帶有優先級的層次關系。例如：Object,無論那個類加載器去加載該類，最終都是由啟動類加載器進行加載的，因此Object類在程序的各種類加載環境中都是一個類。如果不用改模型，那么java.lang.Object類存放在classpath中，那么系統中就會出現多個Object類，程序變得很混亂。
雙親委派模型
從虛擬機的角度來說，有兩種不同的類加載器：一種是啟動類加載器（Bootstrap ClassLoader）,該加載器使用C++語言實現，屬於虛擬機自身的一部分。另一部分就是所有其它的類加載器，這些類加載器是由Java語言實現，獨立於JVM外部，並且全部繼承抽象類java.lang.ClassLoader.
從java開發人員的角度看，大部分java程序會用到以下三種系統提供的類加載器：
1、啟動類加載器（Bootstrap ClassLoader）:負責加載JAVA_HOME\lib目錄中並且能被虛擬機識別的類庫加載到JVM內存中，如果名稱不符合的類庫即使在lib目錄中也不會被加載。該類加載器無法被java程序直接引用。
2、擴展類加載器(Extension ClassLoader):該加載器主要負責加載JAVA_HOME\lib\ext目錄中的類庫，開發者可以使用擴展加載器。
3、應用程序類加載器（Application ClassLoader）:該列加載器也稱為系統加載器，它負責加載用戶類路徑(Classpath)上所指定的類庫，開發者可以直接使用該類加載器，如果應用程序中沒有自定義過自己的類加載器，一般情況下這個就是程序中默認的類加載器。
JVM中的類加載器源碼分析
AppClassLoader
URLClassLoader
SecureClassLoader
Tomcat中的類加載解決方案
Tomcat類加載的考慮
隔離性
Web應用類庫相互隔離，避免依賴庫或者應用包相互影響，比如有兩個Web應用，一個采用了Spring 4,一個采用了Spring 5,而如果如果采用同一個類加載器，那么Web應用將會由於jar包覆蓋而無法啟動成功。
靈活性
因為隔離性，所以Web應用之間的類加載器相互獨立，如果一個Web應用重新部署時，該應用的類加載器重新加載，同時不會影響其他web應用。
比如：不需要重啟Tomcat的創建xml文件的類加載，
還有context元素中的reloadable字段：如果設置為true的話，Tomcat將檢測該項目是否變更，當檢測到變更時，自動重新加載Web應用。
性能
由於每一個Web應用都有一個類加載器，所以在Web應用在加載類時，不會搜索其他Web應用包含的Jar包，性能自然高於只有一個類加載的情況。
Tomcat中的類加載器
Tomcat提供3個基礎類加載器（common、catalina、shared）和Web應用類加載器。
Tomcat中的類加載源碼分析
三個基礎類加載器
介紹
3個基礎類加載器的加載路徑在catalina.properties配置，默認情況下，3個基礎類加載器的實例都是一個。
createClassLoader調用ClassLoaderFactory屬於一種工廠模式，並且都是使用URLClassLoader
默認情況三個是一個實例，但是可以通過修改配置創建3個不同的類加載機制，使它們各司其職。
舉個例子：如果我們不想實現自己的會話存儲方案，並且這個方案依賴了一些第三方包，我們不希望這些包對Web應用可見，因此我們可以配置server.loader,創建獨立的Catalina類加載器。
共享性：
Tomcat通過Common類加載器實現了Jar包在應用服務器與Web應用之間的共享，
通過Shared類加載器實現了Jar包在Web應用之間的共享
通過Catalina類加載器加載服務器依賴的類。
類加載工廠
因為類加載需要做很多事情，比如讀取字節數組、驗證、解析、初始化等。而Java提供的URLClassLoader類能夠方便的將Jar、Class或者網絡資源加載到內存中。而Tomcat中則用一個工廠類，ClassLoaderFactory把創建類加載器的細節進行封裝，可以通過它方便的創建自定義類加載器。
使用加載器工廠的好處
- ClassLoadFactory有一個內部Repository，它就是表示資源的類，資源的類型用一個RepositoryType的枚舉表示。
- 同時我們看到，如果在檢查jar包的時候，如果有檢查的URL地址的如果檢查有異常就忽略掉，可以確保部分類加載正確。
盡早設置線程上下文類加載器
每一個運行線程中有一個成員ContextClassLoader,用於在運行時動態載入其他類，當程序中沒有顯示聲明由哪個類加載器去加載哪個類（比如new出一個類時），將默認由當前線程類加載器加載，所以一般系統默認的ContextClassLoad是系統類加載器。
一般在實際的系統上，使用線程上下文類加載器，可以設置不同的加載方式，這個也是Java靈活的類加載方式的體現，也可以很輕松的打破雙親委派模式，同時也會避免類加載的異常。
Webapp類加載器
每個web應用會對一個Context節點，在JVM中就會對應一個org.apache.catalina.core.StandardContext對象，而每一個StandardContext對象內部都一個加載器實例loader實例變量。這個loader實際上是WebappLoader對象。而每一個 WebappLoader 對象內部關聯了一個 classLoader 變量（就這這個類的定義中，可以看到該變量的類型是org.apache.catalina.loader.WebappClassLoader）。
所以，這里一個web應用會對應一個StandardContext 一個WebappLoader 一個WebappClassLoader 。
一個web應用對應着一個StandardContext實例，每個web應用都擁有獨立web應用類加載器(WebappClassLoader)，這個類加載器在StandardContext.startInternal()中被構造了出來。
注意這里：設置加載器和獲取加載器都使用了讀寫鎖機制，確保多線程情況下對共享資源的訪問不會出現問題。
同時因為Tomcat的生命周期管理，必定會調用WebappLoader.java的startInternal()方法，該方法中new出了
所以總結一句話，如果沒有弄懂Tomcat的啟動流程，以及弄懂Tomcat的生命周期的管理，很多地方的源碼是沒有辦法沒有看懂，所以看源碼也有一個先后順序。
熱加載源碼分析
當配置信息中有reloadable的屬性，並且值為true時，Tomcat怎么去完成這個過程呢？
還是看源碼，據Tomcat的啟動流程，我們分析下Context的初始化start方法，根據之前的課程我們可知道，Context只是一個接口，具體實現類是StandardContext，我們分析下startInternal方法（此方法由之前的抽閑骨架類中的start方法觸發）
我發現有一個線程啟動的方法 threadStart(),
由上圖我們知道，這個是父類中調用，
