Tomcat类加载机制

Tomcat 是一个广泛使用的 Java Web 容器，其类加载机制与标准的 Java 类加载机制有所不同。Tomcat 的类加载体系结构是为了支持多个 Web 应用程序（WebApp）之间的隔离性、安全性和灵活性而设计的。

一、Java 标准类加载机制回顾

在 Java 中，默认的类加载机制是 双亲委派模型（Parent Delegation Model），主要包括以下几种类加载器：

• Bootstrap ClassLoader：负责加载 JVM 自带的核心类库（如 rt.jar）。
• Extension ClassLoader：负责加载 jre/lib/ext 目录下的扩展类库。
• Application ClassLoader（System ClassLoader）：负责加载用户类路径（classpath）中的类。

遵循“先委托父类加载”的原则，确保核心类不会被覆盖。

二、Tomcat 的类加载机制

Tomcat 在此基础上做了扩展，构建了一个更复杂的类加载层次结构，以支持多个 Web 应用之间的类隔离。

Tomcat 类加载器层级图：

Bootstrap
└── System (Application)
└── Common
└── Catalina (Server)
└── Shared
└── WebAppClassLoader (每个 Web 应用一个)
└── Jasper JSP Loader

各个类加载器的作用和位置：

三、Tomcat 类加载机制的特点

1. 打破双亲委派模型

Tomcat 的 WebAppClassLoader 优先从本地加载类，而不是首先委托给父类加载器。这样做的目的是：

• 避免 Web 应用依赖容器提供的类版本；
• 实现 Web 应用之间的类隔离；
• 支持热部署和重新加载。

例如，如果 Web 应用中包含 log4j-1.2.17.jar，它会优先使用自己的版本，而不是 Tomcat 提供的或其他应用的版本。

2. 类隔离

每个 Web 应用都有自己独立的类加载器，彼此之间不能直接访问对方的类。这保证了不同应用即使使用相同类名也不会冲突。

3. JSP 热加载

JSP 文件会被编译为 .class 文件，由 Jasper JSP Loader 动态加载，当 JSP 文件发生变化时，可以自动重新加载，无需重启服务器。

四、Web 应用类加载流程（简化）

当 Web 应用请求一个类时，WebAppClassLoader 的加载顺序如下：

• 检查是否已经被加载过（缓存机制）；
• 尝试自己加载（从 /WEB-INF/classes 或 /WEB-INF/lib/）；
• 如果失败，委托给父类加载器（通常是 Shared 和 Common）；
• 如果仍然找不到，抛出 ClassNotFoundException。

注意：这个流程不同于标准的双亲委派，是“本地优先”策略。

五、配置类加载行为

可以在 context.xml 中配置类加载器的行为，例如：

<Context>
<Loader delegate="true" /> <!-- 设置为 true 表示启用标准双亲委派 -->
</Context>

默认情况下 delegate="false"，即本地优先加载。

六、常见问题与注意事项

七、总结