Tomcat为什么要JAVA破坏双亲委派机制

Tomcat需要打破Java的双亲委派机制，主要是为了解决类隔离、类冲突以及热部署的问题。在Tomcat中，每个Web应用使用独立的类加载器加载类文件，这样做的好处在于，当在同一Tomcat容器中部署多个Web应用时，各个Web应用之间的类不会发生冲突，每个应用都可以使用其特定版本的类库，这就是所谓的类隔离。此外，打破双亲委派机制也便于Web应用的热部署，实现在不重启服务器的情况下更新应用。

一、JAVA的双亲委派机制

Java中的双亲委派模型是指类加载器在尝试加载一个类时，首先不是自己去加载，而是委托给自己的父加载器去执行。如果父加载器可以完成加载任务，则当前加载器就不会再加载该类；如果父加载器无法完成，则当前加载器再尝试加载。这种模型确保了Java类的加载是安全的，同一个类不会被加载多次。

类隔离的需求

在多个Java程序共享同一个JVM时，比如在Web服务器上，为了让每个Web程序都运行在自己独立的环境中，避免因为类库版本的差异而发生冲突，需要类隔离。这就要求有一种机制，使得每个Web应用可以加载自己的类库副本，而不是共享。

热部署与类加载

热部署是指在Web服务器运行时更新Web应用而不需要重启服务器。为了实现热部署，需要能够卸载旧的应用类并加载新的类。如果严格遵循双亲委派机制，则一旦父加载器加载了类，子加载器将没有机会重新加载更新后的类。

二、TOMCAT的类加载器

Tomcat采用的是自定义的类加载器体系结构，它包括一系列不同级别的类加载器，作用于不同的场景。这些加载器共同构成了支持类隔离和热部署的基础。

具体实现

Tomcat的类加载器体系通常包含三层：Bootstrap ClassLoader、System ClassLoader和Common ClassLoader。此外，还包含每个Web应用独立的WebappClass Loader。Tomcat将这些加载器建立在Java的双亲委派机制之上，并根据需要适当调整，以便提供更高的灵活性。

灵活性的重要性

允许每个Web应用拥有自己的类加载器，使得它们可以独立于服务器的其余部分运行，从而提高了服务器的稳定性。同时，它允许开发者在不中断服务的情况下，更新和替换Web应用中的类库。

三、破坏双亲委派机制的必要性

Tomcat打破双亲委派模型，可以带来几个主要好处。这一改变降低了应用之间的耦合度，增强了Web应用的灵活性，并允许在不同环境中定制类加载的行为。

类隔离与冲突解决

通过创建属于每个Web应用的WebappClass Loader，Tomcat确保了应用程序可以加载特定的类而不干扰其他应用。类隔离也就实现了，同一个类库的不同版本可以在不同的Web应用中共存，从而解决了潜在的版本冲突问题。

热部署实现

热部署功能允许Web应用在不重启Tomcat服务器的情况下进行更新。借助定制的类加载器，Tomcat可以在运行时检测到应用的类文件变化，并加载新的类文件来替换旧的实现。

四、TOMCAT类加载器的工作原理

Tomcat的类加载器首先会尝试从本地Web应用的/WEB-INF/classes目录以及/WEB-INF/lib目录中加载类，这确保了Web应用中定义的类优先于服务器级别的类库被加载。如果在这些局部路径找不到所需的类，才会委托给Common ClassLoader或者更高级别的父加载器。

本地类优先原则

Tomcat的设计允许Web应用优先使用自己的类库，这大量使用了鸭子测试，即如果它看起来像一个类并且像一个类，那么它就应该被当做这个类。通过这种方式，Tomcat支持更精细的类隔离机制，从而在多个应用之间维护了清晰的界限。

渐进式委派过程

当WebappClass Loader无法加载类时，它会委派给Common ClassLoader，Common ClassLoader再委派给更高层的ClassLoader。这种渐进式的委派过程确保了类加载的灵活性，并与双亲委派模型的安全和清晰相平衡。

五、总结与展望

打破双亲委派机制，使得Tomcat能够支持复杂的Web应用场景，其中包括各式各样的类库版本以及需求频繁更新的应用。虽然这种做法降低了双亲委派机制带来的一些安全保障，但通过其他机制—比如安全管理器和代码审查—来弥补。

类加载策略的重要性

在现代Web应用的快速发展和微服务架构的普及下，类加载策略的设计变得至关重要。为了能够处理各种复杂的部署场景和灵活的更新需求，一种精细的、可扩展的类加载机制显得十分必要。

对未来的瞻望

随着Java平台的不断进化和容器技术的快速发展，我们可能会看到类加载机制和部署模型的进一步创新。在未来，类隔离和热部署这些功能可能会以更加原生和高效的方式被整合到Java虚拟机和应用服务器中。

相关问答FAQs：

1. 为什么Tomcat使用了JAVA破坏双亲委派机制?

Tomcat之所以选择了破坏双亲委派机制，是因为在某些特定的应用场景下，使用传统的双亲委派机制会带来一些问题。例如，在一些动态加载类的应用中，双亲委派机制可能无法满足动态加载的需求，再加上Tomcat本身作为一个独立的Web容器，需要对Web应用进行一定的隔离，因此选择破坏双亲委派机制可以更好地满足这些需求。

2. 破坏双亲委派机制对Tomcat有哪些好处?

通过破坏双亲委派机制，Tomcat能够在运行时灵活地加载和卸载类，这对于动态加载类的需求非常重要。此外，破坏双亲委派机制还可以实现类加载的隔离，确保每个Web应用都拥有独立的类加载器，避免类冲突的问题。另外，破坏双亲委派机制还可以方便地使用第三方类库，不再受限于传统的双亲委派机制的限制。

3. 破坏双亲委派机制对JAVA的影响是什么?

破坏双亲委派机制对JAVA的影响相对较小。双亲委派机制是为了保证类的加载安全和类的唯一性，但在某些特定的应用场景下，可能会限制一些灵活性。破坏双亲委派机制可以解决这些问题，但同时也带来了一定的风险。我们需要在使用破坏双亲委派机制的时候，确保加载的类是可信的，避免安全漏洞的产生。总之，破坏双亲委派机制在一些特定的情况下是有必要的，但需要谨慎使用和处理相关的安全问题。

最后建议，企业在引入信息化系统初期，切记要合理有效地运用好工具，这样一来不仅可以让公司业务高效地运行，还能最大程度保证团队目标的达成。同时还能大幅缩短系统开发和部署的时间成本。特别是有特定需求功能需要定制化的企业，可以采用我们公司自研的企业级低代码平台：织信Informat。 织信平台基于数据模型优先的设计理念，提供大量标准化的组件，内置AI助手、组件设计器、自动化（图形化编程）、脚本、工作流引擎（BPMN2.0）、自定义API、表单设计器、权限、仪表盘等功能，能帮助企业构建高度复杂核心的数字化系统。如ERP、MES、CRM、PLM、SCM、WMS、项目管理、流程管理等多个应用场景，全面助力企业落地国产化/信息化/数字化转型战略目标。