Tomcat 类加载器的实现方法及实例代码

Tomcat 是一款使用 Java 语言开发的开源 Web 服务器，它采用了各种技术实现了高效地处理 Web 请求和 Web 应用的能力。其中，Tomcat 类加载器是 Tomcat 系统中的一个重要组件，主要负责负责动态增加或删除各个 Web 应用的类库，为其中运行的代码提供类加载服务。下面，我们将详细讲解 Tomcat 类加载器的实现方法及实例代码。

Tomcat 类加载器实现方法

Tomcat 类加载器主要依赖于 Java 的类加载器机制实现。一般情况下，我们可以采用如下方法实现 Tomcat 类加载器：

1. 建立 Tomcat 类加载器；
2. 负责 Web 应用的类加载；
3. 实现类加载器的层次结构；
4. 加载公用类库，如 Tomcat 的公用类库；
5. 加载应用类库，即 Web 应用之间的互相调用类。

在此基础上，我们还需要实现如下方法：

public class TomcatClassLoader extends URLClassLoader {

    // 父类加载器
    private ClassLoader parent;

    private ClassLoader loader;

    public TomcatClassLoader(URL[] urls, ClassLoader parent, ClassLoader loader) {
        super(urls, parent);
        this.parent = parent;
        this.loader = loader;
    }

    /**
     * 重写该类加载器的加载类方法，以便提供Web应用级别的类加载
     * @param name 要加载的类名
     * @param resolve 是否解析该类
     * @return 加载后的类
     * @throws ClassNotFoundException
     */
    @Override
    public Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException {
        Class<?> clazz = null;
        try {
            //通过appContext指向的ClassLoader来加载应用WebContext级别的类
            clazz = loader.loadClass(name);
        } catch (Exception e) {
            //如果应用找不到则从其父加载器中加载（Tomcat中有个叫共享器，用来共享类的，即同一web应用中所有Servlet共同需要的一些类文件放在这里）
            clazz = super.loadClass(name, resolve);
        }
        return clazz;
    }
}

实例代码1

实现一个简单的 Tomcat 类加载器，用于加载某个 Web 应用程序中的某个 Servlet。

public class MyServlet extends HttpServlet {
    //...
}

public class Example01 {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //加载应用级别的类
        URLClassLoader appClassloader = new URLClassLoader(new URL[]{new URL("file:/ExampleWebApp/WEB-INF/classes/")});
        //加载servlet-api.jar中的类，其实在tomcat中，通常是有一个叫做公用的类库，然后是将公用和应用分别加载的
        URLClassLoader commonClassloader = new URLClassLoader(new URL[]{new URL("file:/lib/servlet-api.jar"), new URL("file:/lib/jsp-api.jar")});
        // 实现 Tomcat 类加载器
        TomcatClassLoader loader = new TomcatClassLoader(
                new URL[]{new URL("file:/ExampleWebApp/WEB-INF/lib/MyJar.jar")},//加载应用级别的类
                commonClassloader,//这个类加载器虽说是公用，但是还要加载应用级别的某些类库
                appClassloader);// 这个TomcatClassLoader实例负责载用Web应用级别的类
        // 加载 Servlet 类
        Class<?> clazz = loader.loadClass("MyServlet");
        // 调用 Servlet 的 service 方法
        HttpServlet servlet = (HttpServlet) clazz.newInstance();
        servlet.service(new HttpServletRequest() {
            //...
        }, new HttpServletResponse() {
            //...
        });
    }
}

实例代码2

实现一个 Tomcat 类加载器，并用于加载自定义类库。

public class Example02 {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //加载应用级别的类库
        JarApplicationLoader appLoader = new JarApplicationLoader();
        appLoader.addJarFile(new File("ExampleWebApp/WEB-INF/lib/MyJar.jar"));
        //加载公用的类库，servlet-api.jar中的类，jars/RMI.jar、jars/commons-logging.jar等中的类
        JarApplicationLoader commonLoader = new JarApplicationLoader();
        commonLoader.addJarFile(new File("lib/servlet-api.jar"));
        commonLoader.addJarFile(new File("jars/RMI.jar"));
        commonLoader.addJarFile(new File("jars/commons-logging.jar"));
        //实例化 Tomcat 类加载器
        TomcatClassLoader loader = new TomcatClassLoader(appLoader.getURLs(), commonLoader, appLoader);
        //调用启动方法，即加载 Tomcat 并启动
        //...
    }
}

通过以上两个实例，我们可以看到 Tomcat 类加载器的基本实现方式，以及如何处理多个类库之间的加载和依赖关系。当然，实际情况可能会更加复杂，我们需要根据具体情况进行相应的调整和扩展。