为什么 Tomcat 会破坏双亲委派机制？

面试官：要不你今天来详细讲讲双亲委派机制？

候选者：嗯，好的。

候选者：上次提到了：class文件是通过「类加载器」装载至JVM中的

候选者：为了防止内存中存在多份同样的字节码，使用了双亲委派机制（它不会自己去尝试加载类，而是把请求委托给父加载器去完成，依次向上）

候选者：JDK 中的本地方法类一般由根加载器（Bootstrp loader）装载，JDK 中内部实现的扩展类一般由扩展加载器（ExtClassLoader ）实现装载，而程序中的类文件则由系统加载器（AppClassLoader ）实现装载。

候选者：这应该很好理解吧？

面试官：雀食(确实)！

面试官：顺着话题，我想问问，打破双亲委派机制是什么意思？

候选者：很好理解啊，意思就是：只要我加载类的时候，不是从APPClassLoader->Ext ClassLoader->BootStrap ClassLoader 这个顺序找，那就算是打破了啊

候选者：因为加载class核心的方法在LoaderClass类的loadClass方法上（双亲委派机制的核心实现）

候选者：那只要我自定义个ClassLoader，重写loadClass方法（不依照往上开始寻找类加载器），那就算是打破双亲委派机制了。

面试官：这么简单？

候选者：嗯，就是这么简单

面试官：那你知道有哪个场景破坏了双亲委派机制吗？

候选者：最明显的就Tomcat啊

面试官：详细说说？

候选者：在初学时部署项目，我们是把war包放到tomcat的webapp下，这意味着一个tomcat可以运行多个Web应用程序（：

候选者：是吧？

面试官：嗯..

候选者：那假设我现在有两个Web应用程序，它们都有一个类，叫做User，并且它们的类全限定名都一样，比如都是com.yyy.User。但是他们的具体实现是不一样的

候选者：那么Tomcat是如何保证它们是不会冲突的呢？

候选者：答案就是，Tomcat给每个 Web 应用创建一个类加载器实例（WebAppClassLoader），该加载器重写了loadClass方法，优先加载当前应用目录下的类，如果当前找不到了，才一层一层往上找（：

候选者：那这样就做到了Web应用层级的隔离

面试官：嗯，那你还知道Tomcat还有别的类加载器吗？

候选者：嗯，知道的

候选者：并不是Web应用程序下的所有依赖都需要隔离的，比如Redis就可以Web应用程序之间共享（如果有需要的话），因为如果版本相同，没必要每个Web应用程序都独自加载一份啊。

候选者：做法也很简单，Tomcat就在WebAppClassLoader上加了个父类加载器（SharedClassLoader），如果WebAppClassLoader自身没有加载到某个类，那就委托SharedClassLoader去加载。

候选者：（无非就是把需要应用程序之间需要共享的类放到一个共享目录下嘛）

面试官：嗯..

候选者：为了隔绝Web应用程序与Tomcat本身的类，又有类加载器(CatalinaClassLoader)来装载Tomcat本身的依赖

候选者：如果Tomcat本身的依赖和Web应用还需要共享，那么还有类加载器(CommonClassLoader)来装载进而达到共享

候选者：各个类加载器的加载目录可以到tomcat的catalina.properties配置文件上查看

候选者：我稍微画下Tomcat的类加载结构图吧，不然有点抽象

面试官：嗯，还可以，我听懂了，有点意思。

面试官：顺便，我想问下，JDBC你不是知道吗，听说它也是破坏了双亲委派模型的，你怎么理解的。

候选者：Eumm，这个有没有破坏，见仁见智吧。

候选者：JDBC定义了接口，具体实现类由各个厂商进行实现嘛(比如MySQL)

候选者：类加载有个规则：如果一个类由类加载器A加载，那么这个类的依赖类也是由「相同的类加载器」加载。

候选者：我们用JDBC的时候，是使用DriverManager进而获取Connection，DriverManager在java.sql包下，显然是由BootStrap类加载器进行装载

候选者：当我们使用DriverManager.getConnection()时，得到的一定是厂商实现的类。

候选者：但BootStrap ClassLoader会能加载到各个厂商实现的类吗？

候选者：显然不可以啊，这些实现类又没在java包中，怎么可能加载得到呢

面试官：嗯..

候选者：DriverManager的解决方案就是，在DriverManager初始化的时候，得到「线程上下文加载器」

候选者：去获取Connection的时候，是使用「线程上下文加载器」去加载Connection的，而这里的线程上下文加载器实际上还是App ClassLoader

候选者：所以在获取Connection的时候，还是先找Ext ClassLoader和BootStrap ClassLoader，只不过这俩加载器肯定是加载不到的，最终会由App ClassLoader进行加载

面试官：嗯..

候选者：那这种情况，有的人觉得破坏了双亲委派机制，因为本来明明应该是由BootStrap ClassLoader进行加载的，结果你来了一手「线程上下文加载器」，改掉了「类加载器」

候选者：有的人觉得没破坏双亲委派机制，只是改成由「线程上下文加载器」进行类加载，但还是遵守着：「依次往上找父类加载器进行加载，都找不到时才由自身加载」。认为”原则”上是没变的。

面试官：那我了解了

本文总结：

• 前置知识： JDK中默认类加载器有三个：AppClassLoader、Ext ClassLoader、BootStrap ClassLoader。AppClassLoader的父加载器为Ext ClassLoader、Ext ClassLoader的父加载器为BootStrap ClassLoader。这里的父子关系并不是通过继承实现的，而是组合。

• 什么是双亲委派机制： 加载器在加载过程中，先把类交由父类加载器进行加载，父类加载器没找到才由自身加载。

• 双亲委派机制目的： 为了防止内存中存在多份同样的字节码（安全）

• 类加载规则： 如果一个类由类加载器A加载，那么这个类的依赖类也是由「相同的类加载器」加载。

• 如何打破双亲委派机制： 自定义ClassLoader，重写loadClass方法（只要不依次往上交给父加载器进行加载，就算是打破双亲委派机制）

• 打破双亲委派机制案例： Tomcat

• 为了Web应用程序类之间隔离，为每个应用程序创建WebAppClassLoader类加载器
• 为了Web应用程序类之间共享，把ShareClassLoader作为WebAppClassLoader的父类加载器，如果WebAppClassLoader加载器找不到，则尝试用ShareClassLoader进行加载
• 为了Tomcat本身与Web应用程序类隔离，用CatalinaClassLoader类加载器进行隔离，CatalinaClassLoader加载Tomcat本身的类
• 为了Tomcat与Web应用程序类共享，用CommonClassLoader作为CatalinaClassLoader和ShareClassLoader的父类加载器
• ShareClassLoader、CatalinaClassLoader、CommonClassLoader的目录可以在Tomcat的catalina.properties进行配置

• 线程上下文加载器： 由于类加载的规则，很可能导致父加载器加载时依赖子加载器的类，导致无法加载成功（BootStrap ClassLoader无法加载第三方库的类），所以存在「线程上下文加载器」来进行加载。