1. 為什么寫(xiě)這篇文檔？

使 用過(guò)hibernate, spring或其他大型組件，寫(xiě)過(guò)50個(gè)類(lèi)以上的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序(web application)的開(kāi)發(fā)者應(yīng)該知道，當(dāng)系統(tǒng)中有很多類(lèi)時(shí)，如果開(kāi)啟了Tomcat的reloadable=true,那么每當(dāng)相關(guān)文件改變 時(shí)，Tomcat會(huì)停止web app并釋放內(nèi)存,然后重新加載web app.這實(shí)在是個(gè)浩大的工程。

所以我總是在想如果能有只重載某幾個(gè)類(lèi)的功能，將極大的滿(mǎn)足我這個(gè)即時(shí)調(diào)試狂。

去年我在論壇上發(fā)帖，才發(fā)現(xiàn)已經(jīng)有一些應(yīng)用服務(wù)器具有了這個(gè)功能，比如WebLogic, WebSphere, 等等。好像還有一個(gè)很酷的名字，叫開(kāi)發(fā)模式。看來(lái)我還是孤陋寡聞了點(diǎn)。

當(dāng)然很多人都是在Tomcat上開(kāi)發(fā)，包括我。我很喜歡它的輕小，那些大內(nèi)存和高CPU消耗的應(yīng)用服務(wù)器不愧為硬件殺手，沒(méi)理由不改進(jìn)Tomcat :)。

2. 最終實(shí)現(xiàn)功能

我沒(méi)有時(shí)間去研究Tomcat的文件監(jiān)聽(tīng)機(jī)制，也沒(méi)時(shí)間去把他寫(xiě)成”開(kāi)發(fā)模式”這么完整的功能，我最終實(shí)現(xiàn)的是，實(shí)現(xiàn)重載功能的測(cè)試jsp－－很抱歉我還是沒(méi)辦法寫(xiě)得更完整。當(dāng)然，你可以在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。

3. 閱讀須知

閱讀本文，你應(yīng)該具備以下知識(shí)

1. jvm 規(guī)范有關(guān)類(lèi)加載器的章節(jié)

   http://java.sun.com/docs/books/vmspec/2nd-edition/html/VMSpecTOC.doc.html

2. Tomcat 類(lèi)加載機(jī)制

   http://www.huihoo.org/apache/tomcat/

3. java 反射機(jī)制

   http://java.sun.com/docs/books/tutorial/reflect/

4. ant

   http://ant.apache.org/

   (好象該網(wǎng)址被不定時(shí)封鎖，有時(shí)能上，有時(shí)不能)

最好在你的電腦上安裝ant,因?yàn)門(mén)omcat源碼包使用ant從互聯(lián)網(wǎng)獲得依賴(lài)包。不過(guò)我也是修改了一個(gè)錯(cuò)誤才使它完全編譯通過(guò)。

當(dāng)然，你也可以用其他IDE工具檢查并添加依賴(lài)包，在IDE中，其實(shí)你只需要添加jar直到使org.apache.catalina.loader.WebappClassLoader無(wú)錯(cuò)即可。

4. 修改過(guò)程

   1. 說(shuō)明

新添加的代碼請(qǐng)?zhí)砑拥絡(luò)ava文件的末尾，因?yàn)槲以谡f(shuō)明行數(shù)的時(shí)候，盡量符合原始行數(shù)

2. web app類(lèi)加載器

在Tomcat中，org.apache.catalina.loader.WebappClassLoader是web app的類(lèi)加載器，所以需要修改它實(shí)現(xiàn)重載功能。

3. 資源列表

在WebappClassLoader中，有一個(gè)Map類(lèi)型屬性resourceEntries，它記載了web app中WEB-INF/classes目錄下所加載的類(lèi)，因此當(dāng)我們需要重載一個(gè)類(lèi)時(shí)，我們需要先將它在resourceEntries里刪除，我編寫(xiě)了一個(gè)方法方便調(diào)用：

public boolean removeResourceEntry(String name) {

     if (resourceEntries.containsKey(name)) {

         resourceEntries.remove(name);

         return true;

     }

     return false;

}

4. 是否重載標(biāo)志

讓W(xué)ebappClassLoader需要知道加載一個(gè)類(lèi)是否使用重載的方式。所以我建立一個(gè)boolean 類(lèi)型的屬性和實(shí)現(xiàn)它的getter/setter方法：

private boolean isReload = false;

      public boolean isReload() {

          return isReload;

      }

      public void setReload(boolean isReload) {

          this.isReload = isReload;

      }

5. 動(dòng)態(tài)類(lèi)加載器

根據(jù)jvm類(lèi)加載器規(guī)范，一個(gè)類(lèi)加載器對(duì)象只能加載一個(gè)類(lèi)1次，所以重載實(shí)際上是創(chuàng)建出另一個(gè)類(lèi)加載器對(duì)象來(lái)加載同一個(gè)類(lèi)。當(dāng)然，我們不需要再創(chuàng)建一個(gè)WebappClassLoader，他太大而且加載規(guī)則很復(fù)雜，不是我們想要的，所以我們創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的類(lèi)加載器類(lèi)org.apache.catalina.loader.DynamicClassLoader：

package org.apache.catalina.loader;

import java.net.URL;

import java.net.URLClassLoader;

import java.security.CodeSource;

import java.util.*;

/**

* 動(dòng)態(tài)類(lèi)加載器

*

* @author peter

*

*/

public class DynamicClassLoader extends URLClassLoader {

    /* 父類(lèi)加載器 */

    private ClassLoader parent = null;

    /* 已加載類(lèi)名列表 */

    private List classNames = null;

    /**

    * 構(gòu)造器

    *

    * @param parent

    * 父類(lèi)加載器，這里傳入的是WebappClassLoader

    */

    public DynamicClassLoader(ClassLoader parent) {

        super(new URL[0]);

        classNames = new ArrayList();

        this.parent = parent;

    }

    /**

    * 從類(lèi)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)中加載類(lèi).

    *

    * @param name

    * 類(lèi)名

    * @param classData

    * 類(lèi)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)

    * @param codeSource

    * 數(shù)據(jù)來(lái)源

    * @return 成功加載的類(lèi)

    * @throws ClassNotFoundException

    * 加載失敗拋出未找到此類(lèi)異常

    */

    public Class loadClass(String name, byte[] classData, CodeSource codeSource) throws ClassNotFoundException {

        if (classNames.contains(name)) {

            // System.out.println("此類(lèi)已存在，調(diào)用 loadClass 方法加載.");

            return loadClass(name);

        } else {

            // System.out.println("新類(lèi), 記錄到類(lèi)名列表，并用類(lèi)定義方法加載類(lèi)");

            classNames.add(name);

            return defineClass(name, classData, 0, classData.length, codeSource);

        }

    }

    /* *

    * 重載此方法，當(dāng)要加載的類(lèi)不在類(lèi)名列表中時(shí)，調(diào)用父類(lèi)加載器方法加載.

    * @see java.lang.ClassLoader#loadClass(java.lang.String)

    */

    public Class loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {

        if (!classNames.contains(name)) {

            //System.out.println("不在類(lèi)名列表中，調(diào)用父類(lèi)加載器方法加載");

            return parent.loadClass(name);

        }

        return super.loadClass(name);

    }

}

6. 在webappClassLoader中添加DynamicClassLoader

   1. 添加屬性

private DynamicClassLoader dynamicClassLoader = new DynamicClassLoader(this);

2. 添加重建方法，以便需要再次重載時(shí)替換掉上次的類(lèi)加載器對(duì)象

public void reCreateDynamicClassLoader() {

                dynamicClassLoader = new DynamicClassLoader(this);

            }

7. 修改調(diào)用點(diǎn)

   1. 第832行，公開(kāi)findClass方法

public Class findClass(String name) throws ClassNotFoundException {

2. 第1569行，添加如下一行代碼。

if (isReload) removeResourceEntry(name);

3. 第1577行，這里好像是一個(gè)bug，具體原因我忘了-_-||

if ((entry == null) || (entry.binaryContent == null))

改為

if ((entry == null) || (entry.loadedClass == null && entry.binaryContent == null))

4. 第1633~1636行

if (entry.loadedClass == null) {

                clazz = defineClass(name, entry.binaryContent, 0, entry.binaryContent.length,

                    codeSource);

            改為

            byte[] classData = new byte[entry.binaryContent.length];

            System.arraycopy(entry.binaryContent, 0, classData, 0,

            classData.length);

            if (entry.loadedClass == null) {

                clazz = isReload ?

                    dynamicClassLoader.loadClass(name,

                    classData, codeSource) :

                    defineClass(name,

                    classData, 0, classData.length, codeSource);

8. 測(cè)試代碼

   1. test.jsp

我測(cè)試用的jsp為$CATALINA_HOME/webapps/ROOT/test.jsp，由于webapp里面并不會(huì)顯式加載tomcat的核心類(lèi)，所以我們需要用反射代碼調(diào)用WebappClassLoader的方法。代碼如下：

<%

ClassLoader loader = (Thread.currentThread().getContextClassLoader());

Class clazz = loader.getClass();

java.lang.reflect.Method setReload = clazz.getMethod("setReload", new Class[]{boolean.class});

java.lang.reflect.Method reCreate = clazz.getMethod("reCreateDynamicClassLoader", null);

java.lang.reflect.Method findClass = clazz.getMethod("findClass", new Class[]{String.class});

reCreate.invoke(loader, null);

setReload.invoke(loader, new Object[]{true});

Class A = (Class)findClass.invoke(loader, new Object[]{"org.AClass"});

setReload.invoke(loader, new Object[]{false});

A.newInstance();

// 如果你使用下面這行代碼，當(dāng)重編譯類(lèi)時(shí)，請(qǐng)稍微修改一下調(diào)用它的jsp，讓jsp也重新編譯

//org.AClass a = (org.AClass)A.newInstance();

// 下面這些代碼是測(cè)試當(dāng)一個(gè)類(lèi)不在DynamicClassLoader類(lèi)名列表時(shí)的反應(yīng)

//a.test();

//java.lang.reflect.Method test = a.getClass().getMethod("test", null);

//test.invoke(a, null);

%>

2. org.AClass

package org;

        public class AClass {

            public AClass() {

                // 修改輸出內(nèi)容確認(rèn)Tomcat重新加載了類(lèi)

                System.out.println("AClass v3");

            }

            public void createBClass() {

                new BClass();

            }

        }

3. org.BClass

package org;

        public class BClass {

            public BClass() {

                //修改輸出內(nèi)容確認(rèn)Tomcat重新加載了類(lèi)

                System.out.println("BClass v1");

            }

        }

9. 測(cè)試步驟

   1. 按照上述步驟修改Tomcat源碼并編譯。

   2. 用winzip/winrar/file-roller打開(kāi)$CATALINA_HOME/server/lib/catalina.jar。把前面編譯完成后的org.apache.catalina.loader目錄下的class文件覆蓋jar中同名文件。

   3. 編譯org.AClass和org.BClass

   4. 啟動(dòng)Tomcat并在瀏覽器中打開(kāi)測(cè)試頁(yè)http://localhost:8080/test.jsp

   5. 修改org.AClass中的System.out.println();語(yǔ)句并重編譯類(lèi)。

   6. 按下F5按鍵刷新瀏覽器。

   7. 查看Tomcat控制臺(tái)是否輸出了不同的語(yǔ)句？

   8. Good Luck! :)))