1、前言

雙親委派模型是一種類加載機制，它確保了類加載器層次結構中的父加載器先于子加載器嘗試加載類。這種機制有助于防止類的重復加載和類之間的不兼容。

然而，為了支持Web應用程序的獨立性和隔離性，Tomcat需要在某些情況下打破這一原則。

2、標準的雙親委派模型

在標準的雙親委派模型中，類加載器按以下順序嘗試加載類：

• Bootstrap ClassLoader：引導類加載器，負責加載Java核心類庫（$JAVA_HOME/jre/lib）。
• Extension ClassLoader：擴展類加載器，負責加載Java擴展庫（$JAVA_HOME/jre/lib/ext）。
• Application ClassLoader：應用類加載器，負責加載應用程序的類路徑（classpath）上的類。

子類加載器在加載類時，先請求父加載器加載，只有當父加載器找不到時，子類加載器才會嘗試自己加載。

3、Tomcat的類加載器架構

Tomcat為了支持多個Web應用程序的獨立性，設計了一套復雜的類加載器架構，主要包括以下幾個類加載器：

• Bootstrap ClassLoader：加載JVM核心類。
• System ClassLoader：加載Tomcat自身的類和庫（位于$CATALINA_HOME/lib）。
• Common ClassLoader：加載共享庫（位于$CATALINA_HOME/lib）。
• Webapp ClassLoader：每個Web應用都有自己的類加載器，負責加載Web應用程序的類和庫（位于WEB-INF/classes和WEB-INF/lib）。

4、Tomcat打破雙親委派模型的方式

Tomcat通過自定義類加載器的實現，允許Web應用程序在加載類時打破雙親委派模型。這種機制允許Web應用程序優先加載自己的類和庫，而不是依賴父加載器。這種行為主要通過WebappClassLoader來實現。

具體實現：
WebappClassLoader：Tomcat為每個Web應用創建一個WebappClassLoader實例。這個類加載器會首先嘗試從WEB-INF/classes和WEB-INF/lib中加載類，而不是先委派給父加載器。

雙親委派的打破：

當WebappClassLoader加載類時，它會檢查是否在其自己的類路徑中存在。如果存在，它會直接加載，而不是委派給父加載器。

這種機制通過在WebappClassLoader的loadClass方法中覆蓋默認的雙親委派行為實現。

例如：org.apache.catalina.loader.WebappClassLoaderBase類中的findClass方法實現了優先從Web應用程序的類路徑加載類。

示例代碼：
以下是WebappClassLoader如何打破雙親委派模型的簡化示例：

public class WebappClassLoader extends URLClassLoader {private ClassLoader parent;public WebappClassLoader(URL[] urls, ClassLoader parent) {super(urls, null); // 將父加載器設置為nullthis.parent = parent;}@Overridepublic Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException {// 首先，檢查是否已經加載了類Class<?> clazz = findLoadedClass(name);if (clazz == null) {try {// 嘗試從Web應用的類路徑中加載類clazz = findClass(name);} catch (ClassNotFoundException e) {// 如果找不到，再委派給父加載器加載clazz = parent.loadClass(name);}}if (resolve) {resolveClass(clazz);}return clazz;}
}

在這個示例中，WebappClassLoader首先嘗試通過findClass方法加載類，如果找不到再委派給父加載器。這種方式打破了雙親委派模型，使得Web應用程序可以優先加載自己的類。

5、總結

Tomcat通過自定義的WebappClassLoader打破了雙親委派模型，允許Web應用程序優先加載自己的類和資源。這種機制確保了每個Web應用程序的獨立性和隔離性，避免了類庫沖突，并使得每個應用程序可以擁有自己的類和庫版本。