Java 自定义委托类加载器缓存loadClass（）结果是否安全？

我们有一个自定义类加载器，在这里称为

MainClassLoader

，它位于Java web应用程序的顶部（特别是在Tomcat7上，父类加载器是

WebAppClassLoader

）。此自定义类加载器被设置为web应用程序的TCCL，其目的是将类路径资源（包括类和非类资源）的查找委托给一组其他自定义类加载器，每个自定义类加载器表示应用程序的可插入模块。（

MainClassLoader

本身不加载任何内容。）

MainClassLoader.loadClass（）

将首先执行父类委托，在出现

ClassNotFoundException

时，逐个检查可插入的子类加载器，以查看它们中的哪一个将提供结果。如果它们中没有一个可以，则抛出

ClassNotFoundException

然而，这里的逻辑要复杂一点，再加上我们的最终用户可能会插上几个（在10秒内）这些子模块，我们发现类加载器最终成为应用程序中CPU密集度更高的部分之一，考虑到Java现在对基于反射的命令模式实现的依赖程度。（我的意思是有很多

Class.forName（）

调用在运行时加载和实例化类。）

我们首先在应用程序的周期性线程转储中注意到这一点，以捕获“运行中”的应用程序，查看它正在做什么，并通过JProfiler分析某些已知比预期慢的用例

我为

MainClassLoader

编写了一种非常简单的缓存方法，其中

loadClass（）

（包括

ClassNotFoundException

）调用的结果缓存在具有弱值（由字符串className键入）的并发映射中，这门课的表现非常出色，完全脱离了JProfiler的热门话题列表

然而，我担心的是我们是否真的能安全地做到这一点。这样的缓存会妨碍预期的类加载器逻辑吗？这样做可能会有什么陷阱

我预计会有一些明显的问题：

（1） 内存-很明显，这个缓存会消耗内存，如果没有限制，可能会导致内存消耗。我们可以使用有限的缓存大小来解决这个问题（我们使用谷歌的Guava CacheBuilder来实现这个缓存）

（2） 动态类加载，特别是在开发中-因此，如果在缓存有过时的结果后将新的或更新的类/资源添加到类路径中，这将使系统混乱，可能导致在类现在应该可以加载时更频繁地抛出

ClassNotFoundExceptions

。在缓存的“未找到”状态元素上使用一个小TTL可能会有所帮助，但我更关心的是，在开发过程中，当我们更新一个类并将其热交换到JVM中时会发生什么。这个类很可能位于

MainClassLoader

委托给的类加载器中，因此它的缓存可能会有一个过时（旧）版本的类。然而，由于我使用的是弱值，这有助于缓解这种情况吗？我对弱引用的理解是，即使在符合收集条件的情况下，它们也不会消失，直到GC运行一个pass并决定回收它们

这是我对这种方法的两个已知问题/担忧，但让我害怕的是，类加载是一种黑色艺术（如果不是一门黑暗科学的话），当你在这里做非标准的事情时，它充满了陷阱

那么，我不担心的是什么呢

更新/编辑

我们最终选择了不进行我上面原型化的本地缓存（与JVM进行的缓存/优化相比，这似乎是危险和冗余的），但在loadClass（）方法中进行了一些优化。基本上，我们在这个loadClass（）方法中的逻辑（参见下面的注释）在代码中没有遵循“最佳情况”路径，例如，当没有“定制”模块时，我们的行为仍然像有，让该类加载器抛出ClassNotFoundException并捕获它并执行下一步检查。这个模式意味着一个给定的类加载操作几乎总是经过至少3个try/catch块，每个块中都会抛出一个ClassNotFoundException。相当贵。一些额外的代码用于确定是否存在与被委托的类加载器相关联的URL，允许我们绕过这些检查（以及由此产生的异常抛出/捕获），从而使此类的性能提高了近25000%

然而，我仍然想对我最初的问题发表评论，以帮助这个问题继续得到回答

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在自定义类加载器中进行我们自己的缓存时，除了我已经列出的以外，还有什么需要考虑的呢？

我对您的实现描述有点困惑。首先，您通常不会重写

loadClass（）

，您通常会重写

findClass（）

（假设您维护的是父级第一次委托顺序）。其次，classloader impl应该为您缓存所有这些查找。第三，为什么您不断地对相同的类名调用

loadClass（）

？很抱歉，没有完成-为了简洁起见，我试图进行总结。这里我们有一个条件委托模型，如果存在某些类型的插件模块，我们将在执行父委托之前先委托给这些模块。loadClass（）首先调用findLoadedClass（），然后如果存在“定制”模块，则检查它们，然后执行父.loadClass（），然后执行任何其他插件模块。为了回答您的第三个问题，我们不是不断调用loadClass（），实际上是第三方库（BIRT）在执行此操作。我们的微基准显示，如果他们调用Class.forName（），这将很接近