于Tomcat紧接着为什么要创建一个类加载器Thread.currentThread().setContextClassLoader(catalinaLoader)?这里加载失败主要是为了避免以后加载的类。下面将给出一个典型的示例演示如何使用URLClassLoader载入指定jar包裹,析由此引出的载入失败问题。
首先,定义一个提供服务的接口。而且打包成TestInterface.jar。
public interface TestInterface{
public String display();
}
其次,创建一个名为TestClassLoader的类。它实现TestInterface.jar包里面的TestInterface接口。包路径为com.test,该类包括一个display方法,将这个类编译并打包成test.jar包,放在D盘文件夹下。
public class TestClassLoader implements TestInterface{
public String display(){
return "I can load this class and execute the method.";
}
}
最后,就是利用URLClassLoader载入并执行TestClassLoader类的display方法。创建一个測试类,例如以下
public class Test{
public static void main(String[] args){
try{
URL url = new URL(“file:D:/test.jar”);
URLClassLoader myClassLoader = new URLClassLoader(new URL[]{url});
Class myClass = myClassLoader.loadClass(“com.test.TestClassLoader”);
TestInterface testClassLoader = (TestInterface)myClass.newInstance();
System.out.println(testClassLoader.display());
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
}
測试类的main方法中首先用URLClassLoader指定载入test.jar。然后再将com.test.TestClassLoader类载入到内存。最后用newInstance方法生成一个TestClassLoader实例,就可以调用它的display方法。执行这个測试类,可以达到预期效果输出I can load this class and execute the method.语句。看起来一切来得都是那么的顺其自然,当你兴致冲冲地把自己的写好的TestInterface.jar包移植到web应用中时,现实无情地给你泼了一盆冷水。抛出java.lang.ClassNotFoundException:com.
test.TestInterface异常,报错的位置正是代码中加粗的语句,可能你在想明明我加入了这个类啊。怎么会抛出找不到这个类呢?要明确为什么会报这种错,须要搞清楚下面几点:
① 在Java中,我们用全然匹配类名来标识一个类,即用包名和类名。而在JVM中。一个类由全然匹配类名和一个类载入器的实例ID作为唯一标识。
即是说同一个虚拟机能够有两个包名、类名都同样的类,仅仅要他们由两个不同类载入器载入,而在各自类载入器中的类实例也是不同的。而且不能互相转换。
② 在类载入器载入某个类时,通常会在类中引用、继承、扩展其它的类,那么类载入器查找这些引用类也是一层一层往父类载入器上查找的。最后查看自己,假设都找不到将会报出找不到此类的错误。
也就是说仅仅会向上查找引用类。而不会往下从子类载入器上查找。
③ 每一个执行中的线程都有一个成员contextClassLoader,用来在执行时动态地载入其他类。在没有显式声明由哪个类载入器载入的类(比如在程序中直接new一个类)时,将默认由当前线程类载入器载入,即线程执行到须要载入新类时,用自己的类载入器对其进行载入。系统默认的contextClassLoader是systemClassLoader,所以一般而言java程序在执行时能够使用JVM自带的类、$JAVA_HOME/jre/lib/ext/中的类和$CLASSPATH/中的类。当前线程类载入器的工作原理參考图3-1-6-1。随着线程的执行。class1直接由ContextClassLoader载入。接着线程创建了一个用户自己定义类载入器MyClassLoader载入class2,所以class2由MyClassLoader载入;最后线程通过Thread.currentThread().setContextClassLoader(MyClassLoader)将当前线程类载入器设置为MyClassLoader。class3也就由MyClassLoader载入。
图3-1-6-1 当前线程类载入器
了解了以上三点,再对前面载入时抛出找不到类的错误进行分析:
(1) 当測试类执行在命令行时,之所以能正常执行是由于,执行时当前线程类载入器是SystemClassLoader, TestInterface接口类自然由它载入,URLClassLoader的默认父类载入器也是SystemClassLoader,由双亲委派机制得知,最后TestClassLoader由SystemClassLoader载入,那么接口跟类都由同一个类载入器载入。自然也就能找到类跟接口而且进行转化。
(2) 当測试类移到web项目中时,假如将代码移到servlet里面,将直接报错无法执行。执行时当前线程类载入器是web应用类载入器WebAppClassLoader,而WebAppClassLoader跟一般的类载入器不同,它不会遵守双亲委派模型,它会先试图自己载入类,当自己无法载入时才交给父类载入器。所以TestInterface接口类由WebAppClassLoader载入。
相同。URLClassLoader的父类载入器为SystemClassLoader,它负责载入TestClassLoader类。好了。问题来了,两个不同的类载入器分别载入两个类。并且WebAppClassLoader又是SystemClassLoader的子孙类载入器,因为TestClassLoader类扩展了TestInterface接口,所以当URLClassLoader载入TestClassLoader时找不到WebAppClassLoader中的TestInterface接口类,即抛出java.lang.ClassNotFoundException:com.test.TestInterface异常。
针对以上错误,有两种解决方法:
① 居然是由于两个类被两个类载入器载入而导致找不到类,那么最简单的解决方法就是把这两个类统一由一个类载入器来载入,即是载入testclassloader.jar时用当前线程类载入器载入。仅仅需略微改下代码,
URLClassLoader myClassLoader = new URLClassLoader(
new URL[] { url }, Thread.currentThread().getContextClassLoader());
重点在加粗部分。即在创建URLClassLoader对象时将当前类载入器作为父类载入器传入,web应用当前线程类载入器是WebAppClassLoader。那么当载入testclassloader.jar时将优先交给WebAppClassLoader载入,这样就保证了两个类都在同一个类载入器中,不会再报找不到类异常。
② URLClassLoader假设不设置父类载入器。它的默认父类载入器为SystemClassLoader。那么testclassloader.jar将由SystemClassLoader载入,为了能在SystemClassLoader中找到TestInterface接口类,必须让TestInterface接口类让SystemClassLoader父类载入器以上的类载入器载入。从图3-1-6-1中可知仅仅有两个类载入器符合条件——BootstrapClassLoader跟ExtensionClassLoader。
因为BootstrapClassLoader作为祖先类。负责载入java核心类,一般不让它载入用户类,所以把目光转向ExtensionClassLoader,它负责载入java扩展类,$JAVA_HOME/jre/lib/ext文件夹,那么我们把testclassloader.jar复制到此文件夹下。保证了由URLClassLoader载入的类的引用类能从ExtensionClassLoader中找到。问题相同得到解决。
讨论了这么多。回归到tomcat中Thread.currentThread().setContextClassLoader(catalinaLoader),上面讨论的典型类载入器错误在Tomcat中相同存在,因此tomcat正是通过设置线程上下文类载入器来解决的。在tomcat中类载入器存在下面三个状况:1、tomcat7默认是由commonLoader类载入器载入。2、commonLoader的父类载入器是systemLoader。3、当前线程类载入器是systemLoader。如图3-1-6-2中,先看默认情况。ContextClassLoader被赋为SystemLoader,SystemLoader看不见CommonLoader载入的类,即假设过程中引用就会报找不到类的错误。所以启动tomcat过程肯定报错。接着看看另外一种改造的情况,把ContextClassLoader赋为CommonLoader。此时,tomcat启动过程中假设用到$CATALINA_BASE/lib或$CATALINA_HOME/lib中的类就不会报错了,它能看到SystemLoader及其父类载入器全部载入的类。简单地说,解决方法就是把CommonLoader设置为线程上下文类载入器。
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图3-1-6-2 tomcat中类载入器
为避免类载入错误,应该尽早设置线程上下文类载入器。所以在tomcat中启动类一初始化就立即设置。即Bootstrap类的init方法中通过Thread.currentThread().setContextClassLoader(catalinaLoader)设置,当中catalinaLoader跟CommonLoader它是同一个对象。此线程的执行此后默认CommonLoader类加载器加载类。
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