JVM-类加载机制
类加载运行全过程
当我们用java命令运行某个类的main函数启动程序时，首先需要通过类加载器把主类加载到JVM。
public class Math {
public static final int initData = 666;
public static User user = new User();
public int compute() { //一个方法对应一块栈帧内存区域
int a = 1;
int b = 2;
int c = (a + b) * 10;
return c;
}
public static void main(String[] args) {
Math math = new Math();
math.compute();
}
}
通过Java命令执行代码的大体流程如下：
其中loadClass的类加载过程有如下几步： 加载 >> 验证 >> 准备 >> 解析 >> 初始化 >> 使用 >> 卸载
- 加载：在硬盘上查找并通过IO读入字节码文件，使用到类时才会加载，例如调用类的main()方法，new对象等等，在加载阶段会在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区这个类的各种数据的访问入口
- 验证：校验字节码文件的正确性
- 准备：给类的静态变量分配内存，并赋予默认值，整形默认值为0，Boolean默认值为false
- 解析：将符号引用替换为直接引用，该阶段会把一些静态方法(符号引用，比如main()方法)替换为指向数据所存内存的指针或句柄等(直接引用)【就是内存地址】，这是所谓的静态链接过程(类加载期间完成)。动态链接是在程序运行期间完成的将符号引用替换为直接引用
- 初始化：对类的静态变量初始化为指定的值，执行静态代码块
类被加载到方法区中后主要包含 运行时常量池、类型信息、字段信息、方法信息、类加载器的引用、对应class实例的引用等信息。 运行时常量池：在Java中，常量池是一个类文件中的符号引用的集合。每个类文件都有一个常量池，Java虚拟机加载的每个类或接口都有一个内部版本的常量池，称为运行时常量池。
类加载器的引用：这个类到类加载器实例的引用 对应class实例的引用：类加载器在加载类信息放到方法区中后，会创建一个对应的Class 类型的对象实例放到堆(Heap)中, 作为开发人员访问方法区中类定义的入口和切入点。
注意，主类在运行过程中如果使用到其它类，会逐步加载这些类。 jar包或war包里的类不是一次性全部加载的，是使用到时才加载。
public class TestDynamicLoad {
static {
// 类被加载时就被调用，初始化阶段
System.out.println("*********load TestDynamicLoad****************");
}
public static void main(String[] args) {
new A(); // 先加载，再初始化
System.out.println("************load test********************");
B b = null; // B不会被加载，除非这里执行了 new B();
}
static class A {
static {
System.out.println("**************load A*******************");
}
public A() {
System.out.println("****************initial A*******************");
}
}
static class B {
static {
System.out.println("**************load B*******************");
}
public B() {
System.out.println("****************initial B*******************");
}
}
}
/**
* 执行结果：
* *********load TestDynamicLoad****************
* **************load A*******************
* ****************initial A*******************
* ************load test********************
*/
类加载器和双亲委派机制
上面的类加载过程主要是通过类加载器来实现的，Java里有如下几种类加载器
- 自定义加载器：负责加载用户自定义路径下的类包
看一个类加载器示例：
public class TestJDKClassLoader {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(String.class.getClassLoader());
System.out.println(com.sun.crypto.provider.DESKeyFactory.class.getClassLoader().getClass().getName());
System.out.println(TestJDKClassLoader.class.getClassLoader().getClass().getName());
System.out.println();
ClassLoader appClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
ClassLoader extClassLoader = appClassLoader.getParent();
ClassLoader bootStrapLoader = extClassLoader.getParent();
System.out.println("the bootStrapLoader: " + bootStrapLoader);
System.out.println("the extClassLoader: " + extClassLoader);
System.out.println("the appClassLoader: " + appClassLoader);
System.out.println();
System.out.println("bootStrapClassLoader加载一下文件：");
URL[] urLs = Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs();
for (int i = 0; i < urLs.length; i++) {
System.out.println(urLs[i]);
}
System.out.println();
System.out.println("extClassLoader加载以下文件：");
URL[] urLs1 = ((URLClassLoader) extClassLoader).getURLs();
for (URL url : urLs1) {
System.out.println(url);
}
System.out.println();
System.out.println("AppClassLoader加载以下文件：");
URL[] urLs2 = ((URLClassLoader) appClassLoader).getURLs();
for (URL url : urLs2) {
System.out.println(url);
}
}
}
/**
* 执行结果：
* null
* sun.misc.Launcher$ExtClassLoader
* sun.misc.Launcher$AppClassLoader
*
* the bootStrapLoader: null
* the extClassLoader: sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@77459877
* the appClassLoader: sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
*
* bootStrapClassLoader加载一下文件：
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/resources.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/rt.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/sunrsasign.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/jsse.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/jce.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/charsets.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/jfr.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/classes
*
* extClassLoader加载以下文件：
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/ext/access-bridge-64.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/ext/cldrdata.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/ext/dnsns.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/ext/jaccess.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/ext/jfxrt.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/ext/localedata.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/ext/nashorn.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/ext/sunec.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/ext/sunjce_provider.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/ext/sunmscapi.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/ext/sunpkcs11.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/ext/zipfs.jar
*
* AppClassLoader加载以下文件：
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/charsets.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/deploy.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/ext/access-bridge-64.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/ext/cldrdata.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/ext/dnsns.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/ext/jaccess.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/ext/jfxrt.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/ext/localedata.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/ext/nashorn.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/ext/sunec.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/ext/sunjce_provider.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/ext/sunmscapi.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/ext/sunpkcs11.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/ext/zipfs.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/javaws.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/jce.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/jfr.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/jfxswt.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/jsse.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/management-agent.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/plugin.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/resources.jar
* file:/F:/Environment/java/jdk1.8.0_261/jre/lib/rt.jar
* file:/E:/Project/interview/out/production/interview/
* file:/F:/DevelopmentTools/IDEA/IntelliJ%20IDEA%202021.1.2/lib/idea_rt.jar
*/
类加载器初始化过程：
参见类运行加载全过程图可知其中会创建JVM启动器实例sun.misc.Launcher。
在Launcher构造方法内部，其创建了两个类加载器，分别是sun.misc.Launcher.ExtClassLoader(扩展类加载器)和sun.misc.Launcher.AppClassLoader(应用类加载器)。
JVM默认使用Launcher的getAppClassLoader()方法返回的类加载器AppClassLoader的实例加载我们的应用程序。
//Launcher的构造方法
public Launcher() {
Launcher.ExtClassLoader var1;
try {
//构造扩展类加载器，在构造的过程中将其父加载器设置为null
var1 = Launcher.ExtClassLoader.getExtClassLoader();
} catch (IOException var10) {
throw new InternalError("Could not create extension class loader", var10);
}
try {
//构造应用类加载器，在构造的过程中将其父加载器设置为ExtClassLoader，
//Launcher的loader属性值是AppClassLoader，我们一般都是用这个类加载器来加载我们自己写的应用程序
this.loader = Launcher.AppClassLoader.getAppClassLoader(var1);
} catch (IOException var9) {
throw new InternalError("Could not create application class loader", var9);
}
Thread.currentThread().setContextClassLoader(this.loader);
String var2 = System.getProperty("java.security.manager");
。。。 。。。 //省略一些不需关注代码
}
双亲委派机制
JVM类加载器是有亲子层级结构的，如下图
类加载就有一个双亲委派机制， 加载某个类时会先查看当前加载器是否有加载过该类的缓存，如果没有再委托父加载器寻找目标类，找不到再委托上层父加载器加载，如果所有父加载器在自己的加载类路径下都找不到目标类，则在自己的类加载路径中查找并载入目标类。
比如我们的Math类，最先会找应用程序类加载器加载，先查看AppClassLoader中的缓存是否加载过该类，如果有就直接返回，如果没有，应用程序类加载器会先委托扩展类加载器加载，扩展类加载器找自己的缓存，有则返回，没有则扩展类加载器再委托引导类加载器，顶层引导类加载器在自己的类加载路径里找了半天没找到Math类，则向下退回加载Math类的请求，扩展类加载器收到回复就自己加载，在自己的类加载路径里找了半天也没找到Math类，又向下退回Math类的加载请求给应用程序类加载器，应用程序类加载器于是在自己的类加载路径里找Math类，结果找到了就自己加载了。。
我们来看下应用程序类加载器AppClassLoader加载类的双亲委派机制源码，AppClassLoader的loadClass方法最终会调用其父类ClassLoader的loadClass方法，该方法的大体逻辑如下：
- 首先，检查一下指定名称的类是否已经加载过，如果加载过了，就不需要再加载，直接返回。
- 如果此类没有加载过，那么，再判断一下是否有父加载器；如果有父加载器，则由父加载器加载（即调用parent.loadClass(name, false);）.或者是调用bootstrap类加载器来加载。
- 如果父加载器及bootstrap类加载器都没有找到指定的类，那么调用当前类加载器的findClass方法来完成类加载。
//ClassLoader的loadClass方法，里面实现了双亲委派机制
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException
{
synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
// 检查当前类加载器是否已经加载了该类，先查看缓存
Class<?> c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
long t0 = System.nanoTime();
try {
if (parent != null) { //如果当前加载器的父加载器不为空则委托父加载器加载该类
c = parent.loadClass(name, false);
} else { // 如果当前加载器的父加载器为空则委托引导类加载器加载该类
c = findBootstrapClassOrNull(name);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
// ClassNotFoundException thrown if class not found
// from the non-null parent class loader
}
if (c == null) {
// If still not found, then invoke findClass in order
// to find the class.
// 如果父加载器都没找到这个类，那么就由URLClassLoader的findClass方法
// 在自己的类加载路径里找类并加载
long t1 = System.nanoTime();
// 调用URLClassLoader的findClass方法
c = findClass(name);
// this is the defining class loader; record the stats
sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
}
}
if (resolve) { //不会执行
resolveClass(c);
}
return c;
}
}
为什么要设计双亲委派机制？
- 沙箱安全机制：自己写的java.lang.String.class类不会被加载，这样便可以防止核心API库被随意篡改
- 沙箱安全机制是一种用于隔离正在运行程序的安全机制，通常用于执行未经测试或不受信任的程序或代码，它会为待执行的程序创建一个独立的执行环境，内部程序的执行不会影响到外部程序的运行。Java安全模型的核心就是Java沙箱 (sandbox)。 沙箱机制就是将Java代码限定只能在虚JVM虚拟机中特定的运行范围，并且严格限制代码对本地系统资源访问，通过这样的方式来保证对Java代码的有效隔离，防止对本地操作系统造成破坏。
- 通俗来说就是虚拟机把代码加载到拥有不同权限的域里，然后代码就拥有了该域的所有权限。这样就能控制不同代码拥有不同调用操作系统和本地资源的权限
- 避免类的重复加载：当父亲已经加载该类时，就没有必要子ClassLoader再加载一次，保证被加载类的唯一性
沙箱相关：
组成沙箱的基本组件：
1.字节码校验器（bytecode verifier）：确保Java类文件遵循Java语言规范。可以帮助Java程序实现内存保护 。核心类不经过字节码校验
2.类装载器：其中类装载器在3个方面对Java沙箱起作用
- 防止恶意代码干涉善意代码（双亲委派机制）
- 守护被信任的类库边界
- 它将代码归入保护域，确定了代码可以进行哪些操作
看一个类加载示例：
package java.lang;
public class String {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("**************My String Class**************");
}
}
运行结果：
错误: 在类 java.lang.String 中找不到 main 方法, 请将 main 方法定义为:
public static void main(String[] args)
否则 JavaFX 应用程序类必须扩展javafx.application.Application
全盘负责委托机制
“全盘负责”是指当一个ClassLoder装载一个类时，除非显示的使用另外一个ClassLoder，该类所依赖及引用的类也由这个ClassLoder载入。
当加载A类时，A类依赖User类，User类也由AppClassLoader加载
public class A {
public static User user = new User();
}
显示用类加载器加载类：
public class UseClassLoaderLoadCClass {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException {
ClassLoader appClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
ClassLoader extClassLoader = appClassLoader.getParent();
// Class<?> aClass = extClassLoader.loadClass("basic.jvm.Math"); // ext类加载器的加载路径没有这个Math类，会报类找不到异常
Class<?> aClass = extClassLoader.loadClass("basic.jvm.Math"); // 显示用指定的类加载器加载类
Math instance = (Math) aClass.newInstance();
System.out.println(instance.compute());
}
}
自定义类加载器示例：
自定义类加载器只需要继承 java.lang.ClassLoader 类，该类有两个核心方法，一个是loadClass(String, boolean)，这个方法实现了双亲委派机制，还有一个方法是findClass，这个方法用于当前加载器加载类，默认实现是空方法，所以我们自定义类加载器主要是重写findClass方法。
package basic.jvm;
import java.io.FileInputStream;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* @program: interview
* @description:
* @author:
* @create: 2023-03-27 21:17
**/
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;
}
@Override
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
try {
byte[] data = loadByte(name);
// defineClass方法将一个字节数组转为Class对象，这个字节数组时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 ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
// 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:/test");
//D盘创建 test/com/jvm 几级目录，将User.class丢入该目录
Class<?> clazz = classLoader.loadClass("com.jvm.User");
Object obj = clazz.newInstance();
Method method = clazz.getDeclaredMethod("sout", null);
method.invoke(obj, null);
System.out.println(clazz.getClassLoader().getClass().getName());
}
}
执行结果：
*******load User**********
*******sout方法被调用了*********
basic.jvm.MyClassLoaderTest$MyClassLoader
初始化自定义类加载器会先初始化父类ClassLoader，其中会把自定义类加载器的父加载器设置为应用程序类加载器AppClassLoader
大家都知道子类调用构造方法的规则，调用自定义类加载器构造方法时，默认会先调用super();方法，也就是父类无参构造方法，父类构造方法最终会执行这个构造方法：
protected ClassLoader() {
this(checkCreateClassLoader(), getSystemClassLoader());
}
上面探讨过，getSystemClassLoader();方法返回的就是AppClassLoader。所以，从源码可以看出，自定义类加载器初始化的时候会自动为parent属性设置为AppClassLoader。
子类构造方法的调用规则：
- 如果子类的构造方法中没有通过 super 显式调用父类的有参构造方法，也没有通过 this 显式调用自身的其他构造方法，则系统会默认先调用父类的无参构造方法。这种情况下，写不写 super(); 语句，效果是一样的
- 如果子类的构造方法中通过 super 显式调用父类的有参构造方法，将执行父类相应的构造方法，不执行父类无参构造方法
- 如果子类的构造方法中通过 this 显式调用自身的其他构造方法，将执行类中相应的构造方法
- 如果存在多级继承关系，在创建一个子类对象时，以上规则会多次向更高一级父类应用，一直到执行顶级父类 Object 类的无参构造方法为止
可以在classPath下新建com.jvm包，新建一个User类，运行main方法
*******自定义加载器加载到了我这个类，并调用了sout方法********* sun.misc.Launcher$AppClassLoader
打破双亲委派机制
父加载器加载路径和自定义类加载器的加载路径都写有同一个类，尝试让自定义加载器直接加载自己的路径，而不走双亲委派机制。
package basic.jvm;
import java.io.FileInputStream;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* @program: interview
* @description:
* @author:
* @create: 2023-03-27 21:17
**/
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;
}
@Override
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
try {
byte[] data = loadByte(name);
// defineClass方法将一个字节数组转为Class对象，这个字节数组时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();
}
}
@Override
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) {
long t0 = System.nanoTime();
// 双亲委派机制核心代码注释掉
// try {
// if (parent != null) {
// // 父加载器不为空，调用父类的loadClass方法
// c = parent.loadClass(name, false);
// } else {
// 否则，调用引导类加载器加载该类
// c = findBootstrapClassOrNull(name);
// }
// } catch (ClassNotFoundException e) {
// // ClassNotFoundException thrown if class not found
// // from the non-null parent class loader
// }
if (c == null) {
// If still not found, then invoke findClass in order
// to find the class.
long t1 = System.nanoTime();
// 如果类的包名不在com.jvm下，则走双亲委派机制
if (!name.startsWith("com.jvm")) {
c = this.getParent().loadClass(name);
} else {
// 如果类的包名在自己定义的包下，则直接打破双亲委派，直接自己加载改类
c = findClass(name);
}
// this is the defining class loader; record the stats
sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
}
}
if (resolve) {
resolveClass(c);
}
return c;
}
}
}
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
// 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:/test");
//D盘创建 test/com/jvm 几级目录，将User.class丢入该目录
Class<?> clazz = classLoader.loadClass("com.jvm.User");
Object obj = clazz.newInstance();
Method method = clazz.getDeclaredMethod("sout", null);
method.invoke(obj, null);
System.out.println(clazz.getClassLoader().getClass().getName());
}
}
Tomcat打破双亲委派机制
以Tomcat类加载为例，Tomcat 如果使用默认的双亲委派类加载机制行不行？
我们思考一下：Tomcat是个web容器， 那么它要解决什么问题：
1. 一个web容器可能需要部署两个应用程序，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。
2. 部署在同一个web容器中相同的类库相同的版本可以共享。否则，如果服务器有10个应用程序，那么要有10份相同的类库加载进虚拟机。
3. web容器也有自己依赖的类库，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。
4. web容器要支持jsp的修改，我们知道，jsp 文件最终也是要编译成class文件才能在虚拟机中运行，但程序运行后修改jsp已经是司空见惯的事情， web容器需要支持 jsp 修改后不用重启。
再看看我们的问题：Tomcat 如果使用默认的双亲委派类加载机制行不行？
答案是不行的。为什么？
第一个问题，如果使用默认的类加载器机制，那么是无法加载两个相同类库的不同版本的，默认的类加器是不管你是什么版本的，只在乎你的全限定类名，并且只有一份。
第二个问题，默认的类加载器是能够实现的，因为他的职责就是保证唯一性。
第三个问题和第一个问题一样。
我们再看第四个问题，我们想我们要怎么实现jsp文件的热加载，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？我们可以直接卸载掉这jsp文件的类加载器，所以你应该想到了，每个jsp文件对应一个唯一的类加载器，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。
Tomcat自定义加载器详解
tomcat的几个主要类加载器：
- commonLoader：Tomcat最基本的类加载器，加载路径中的class可以被Tomcat容器本身以及各个Webapp访问；
- catalinaLoader：Tomcat容器私有的类加载器，加载路径中的class对于Webapp不可见；
- sharedLoader：各个Webapp共享的类加载器，加载路径中的class对于所有Webapp可见，但是对于Tomcat容器不可见；
- WebappClassLoader：各个Webapp私有的类加载器，加载路径中的class只对当前Webapp可见，比如加载war包里相关的类，每个war包应用都有自己的WebappClassLoader，实现相互隔离，比如不同war包应用引入了不同的spring版本，这样实现就能加载各自的spring版本；
从图中的委派关系中可以看出：
CommonClassLoader能加载的类都可以被CatalinaClassLoader和SharedClassLoader使用，从而实现了公有类库的共用，而CatalinaClassLoader和SharedClassLoader自己能加载的类则与对方相互隔离。
WebAppClassLoader可以使用SharedClassLoader加载到的类，但各个WebAppClassLoader实例之间相互隔离。
而JasperLoader的加载范围仅仅是这个JSP文件所编译出来的那一个.Class文件，它出现的目的就是为了被丢弃：当Web容器检测到JSP文件被修改时，会替换掉目前的JasperLoader的实例，并通过再建立一个新的Jsp类加载器来实现JSP文件的热加载功能。
tomcat 这种类加载机制违背了java 推荐的双亲委派模型了吗？答案是：违背了。
很显然，tomcat 不是这样实现，tomcat 为了实现隔离性，没有遵守这个约定，每个webappClassLoader加载自己的目录下的class文件，不会传递给父类加载器，打破了双亲委派机制。
模拟实现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
package basic.jvm;
import java.io.FileInputStream;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* @program: interview
* @description:
* @author:
* @create: 2023-03-28 09:46
**/
public class TomcatClassLoaderTest {
static class TomcatClassLoader extends ClassLoader {
private String classPath;
public TomcatClassLoader(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;
}
@Override
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
try {
byte[] data = loadByte(name);
// 通过class文件的字节数组，将类加载 >> 验证 >> 准备 >> 解析 >> 初始化，最终在内存中变为Class对象
return defineClass(name, data, 0, data.length);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
throw new ClassNotFoundException();
}
}
@Override
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) {
long t0 = System.nanoTime();
// 双亲委派机制核心代码注释掉
// try {
// if (parent != null) {
// // 父加载器不为空，调用父类的loadClass方法
// c = parent.loadClass(name, false);
// } else {
// 否则，调用引导类加载器加载该类
// c = findBootstrapClassOrNull(name);
// }
// } catch (ClassNotFoundException e) {
// // ClassNotFoundException thrown if class not found
// // from the non-null parent class loader
// }
if (c == null) {
// If still not found, then invoke findClass in order
// to find the class.
long t1 = System.nanoTime();
// 如果类的包名不在com.jvm下，则走双亲委派机制
if (!name.startsWith("com.jvm")) {
c = this.getParent().loadClass(name);
} else {
// 如果类的包名在自己定义的包下，则直接打破双亲委派，直接自己加载改类
c = findClass(name);
}
// this is the defining class loader; record the stats
sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
}
}
if (resolve) {
resolveClass(c);
}
return c;
}
}
}
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
TomcatClassLoader tomcatClassLoader = new TomcatClassLoader("D:/test");
Class<?> clazz = tomcatClassLoader.loadClass("com.jvm.User");
Object obj = clazz.newInstance();
Method method = clazz.getDeclaredMethod("sout", null);
method.invoke(obj, null);
System.out.println(clazz.getClassLoader());
System.out.println(obj);
TomcatClassLoader tomcatClassLoader1 = new TomcatClassLoader("D:/test");
Class<?> clazz1 = tomcatClassLoader1.loadClass("com.jvm.User");
Object obj1 = clazz1.newInstance();
Method method1 = clazz1.getDeclaredMethod("sout", null);
method1.invoke(obj1, null);
System.out.println(clazz1.getClassLoader());
System.out.println(obj1);
}
}
#JVM##JVM-类加载机制#
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