Java 類在 Tomcat 中是如何加載的？

作者 ：xingoo
https://www.cnblogs.com/xing901022/p/4574961.html

說到本篇的Tomcat類加載機制，不得不說翻譯學習Tomcat的初衷。

之前實習的時候學習JavaMelody的源碼，但是它是一個Maven的項目，與我們自己的Web項目整合后無法直接斷點調試。

后來同事指導，說是直接把Java類復制到src下就可以了。很納悶....為什么會優先加載src下的Java文件（編譯出的class），而不是jar包中的class呢？

現在了解Tomcat的類加載機制，原來一切是這么的簡單。

一、類加載

在JVM中並不是一次性把所有的文件都加載到，而是一步一步的，按照需要來加載。

比如JVM啟動時，會通過不同的類加載器加載不同的類。當用戶在自己的代碼中，需要某些額外的類時，再通過加載機制加載到JVM中，並且存放一段時間，便於頻繁使用。

因此使用哪種類加載器、在什么位置加載類都是JVM中重要的知識。

二、JVM類加載

JVM類加載采用:父類委托機制，如下圖所示：

JVM中包括集中類加載器：

1. BootStrapClassLoader 引導類加載器

2. ExtClassLoader 擴展類加載器

3. AppClassLoader 應用類加載器

4. CustomClassLoader 用戶自定義類加載器

他們的區別上面也都有說明。需要注意的是，不同的類加載器加載的類是不同的，因此如果用戶加載器1加載的某個類，其他用戶並不能夠使用。

當JVM運行過程中，用戶需要加載某些類時，會按照下面的步驟（父類委托機制）：

1. 用戶自己的類加載器，把加載請求傳給父加載器，父加載器再傳給其父加載器，一直到加載器樹的頂層。

2. 最頂層的類加載器首先針對其特定的位置加載，如果加載不到就轉交給子類。

3. 如果一直到底層的類加載都沒有加載到，那么就會拋出異常ClassNotFoundException。

因此，按照這個過程可以想到，如果同樣在CLASSPATH指定的目錄中和自己工作目錄中存放相同的class，會優先加載CLASSPATH目錄中的文件。

三、Tomcat類加載

在Tomcat中類的加載稍有不同，如下圖：

當Tomcat啟動時，會創建幾種類加載器：

1、Bootstrap 引導類加載器

加載JVM啟動所需的類，以及標准擴展類（位於jre/lib/ext下）

2、System 系統類加載器

加載Tomcat啟動的類，比如bootstrap.jar，通常在catalina.bat或者catalina.sh中指定。位於CATALINA_HOME/bin下。

3、Common 通用類加載器

加載Tomcat使用以及應用通用的一些類，位於CATALINA_HOME/lib下，比如servlet-api.jar

4、webapp 應用類加載器

每個應用在部署后，都會創建一個唯一的類加載器。該類加載器會加載位於 WEB-INF/lib下的jar文件中的class 和 WEB-INF/classes下的class文件。Tomcat 的 Server 文件配置詳解！這篇推薦大家看下。

當應用需要到某個類時，則會按照下面的順序進行類加載：

1、使用bootstrap引導類加載器加載

2、使用system系統類加載器加載

3、使用應用類加載器在WEB-INF/classes中加載

4、使用應用類加載器在WEB-INF/lib中加載

5、使用common類加載器在CATALINA_HOME/lib中加載

四、問題擴展

通過對上面Tomcat類加載機制的理解，就不難明白 為什么Java文件放在Eclipse中的src文件夾下會優先jar包中的class?

這是因為Eclipse中的src文件夾中的文件Java以及webContent中的JSP都會在Tomcat啟動時，被編譯成class文件放在 WEB-INF/class中。

而Eclipse外部引用的jar包，則相當於放在 WEB-INF/lib 中。

因此肯定是 Java文件或者JSP文件編譯出的class優先加載。

通過這樣，我們就可以簡單的把Java文件放置在src文件夾中，通過對該Java文件的修改以及調試，便於學習擁有源碼Java文件、卻沒有打包成xxx-source的jar包。

另外呢，開發者也會因為粗心而犯下面的錯誤。

在 CATALINA_HOME/lib 以及 WEB-INF/lib 中放置了 不同版本的jar包，此時就會導致某些情況下報加載不到類的錯誤。

還有如果多個應用使用同一jar包文件，當放置了多份，就可能導致 多個應用間 出現類加載不到的錯誤。

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