Groovy深入探索——Groovy的ClassLoader體系

Groovy中定義了不少ClassLoader，本文將介紹其中絕大多數Groovy腳本都會涉及到的，也是最主要的3個ClassLoader：RootLoader、GroovyClassLoader和GroovyClassLoader.InnerLoader。

Groovy入門教程 http://www.linuxidc.com/Linux/2013-09/89776.htm

注：以下分析的Groovy源代碼來自Groovy 2.1.3。

Java的ClassLoader

顧名思義，Java的ClassLoader就是類的裝載器，它使JVM可以動態的載入Java類，JVM並不需要知道從什麼地方（本地文件、網絡等）載入Java類，這些都由ClassLoader完成。

可以說，ClassLoader是Class的命名空間。同一個名字的類可以由多個ClassLoader載入，由不同ClassLoader載入的相同名字的類將被認為是不同的類；而同一個ClassLoader對同一個名字的類只能載入一次。

Java的ClassLoader有一個著名的雙親委派模型（Parent Delegation Model）：除了Bootstrap ClassLoader外，每個ClassLoader都有一個parent的ClassLoader，沿著parent最終會追索到Bootstrap ClassLoader；當一個ClassLoader要載入一個類時，會首先委派給parent，如果parent能載入這個類，則返回，否則這個ClassLoader才會嘗試去載入這個類。

Java的ClassLoader體系如下，其中箭頭指向的是該ClassLoader的parent：

1. Bootstrap ClassLoader
2. ↑
3. Extension ClassLoader
4. ↑
5. System ClassLoader
6. ↑
7. User Custom ClassLoader // 不一定有

更多關於Java的ClassLoader的信息請參考以下資料：

• Java Classloader
• Understanding Extension Class Loading
• ClassLoader與JVM

Groovy的ClassLoader

我們首先通過一個腳本來看一下，一個Groovy腳本的ClassLoader以及它的祖先們分別是什麼：

1. def cl = this.class.classLoader
2. while (cl) {
3. println cl
4. cl = cl.parent
5. }

輸出如下：

1. groovy.lang.GroovyClassLoader$InnerLoader@18622f3
2. groovy.lang.GroovyClassLoader@147c1db
3. org.codehaus.groovy.tools.RootLoader@186db54
4. sun.misc.Launcher$AppClassLoader@192d342
5. sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@6b97fd

我們從而得出Groovy的ClassLoader體系：

1. null // 即Bootstrap ClassLoader
2. ↑
3. sun.misc.Launcher.ExtClassLoader // 即Extension ClassLoader
4. ↑
5. sun.misc.Launcher.AppClassLoader // 即System ClassLoader
6. ↑
7. org.codehaus.groovy.tools.RootLoader // 以下為User Custom ClassLoader
8. ↑
9. groovy.lang.GroovyClassLoader
10. ↑
11. groovy.lang.GroovyClassLoader.InnerLoader

下面我們分別介紹一下RootLoader、GroovyClassLoader和GroovyClassLoader.InnerLoader。

Groovy腳本啟動過程

要介紹RootLoader前，我們需要介紹一下Groovy腳本的啟動過程。

當我們在命令行輸入“groovy SomeScript”來運行腳本時，調用的是shell腳本$GROOVY_HOME/bin/groovy：

1. #…
2. startGroovy groovy.ui.GroovyMain "$@"

其中startGroovy定義在$GROOVY_HOME/bin/startGroovy中：

1. #…
2. STARTER_CLASSPATH="$GROOVY_HOME/lib/groovy-2.1.3.jar"
3. #…
4. startGroovy ( ) {
5. CLASS=$1
6. shift
7. # Start the Profiler or the JVM
8. if $useprofiler ; then
9. runProfiler
10. else
11. exec "$JAVACMD" $JAVA_OPTS \
12. -classpath "$STARTER_CLASSPATH" \
13. -Dscript.name="$SCRIPT_PATH" \
14. -Dprogram.name="$PROGNAME" \
15. -Dgroovy.starter.conf="$GROOVY_CONF" \
16. -Dgroovy.home="$GROOVY_HOME" \
17. -Dtools.jar="$TOOLS_JAR" \
18. $STARTER_MAIN_CLASS \
19. --main $CLASS \
20. --conf "$GROOVY_CONF" \
21. --classpath "$CP" \
22. "$@"
23. fi
24. }
26. STARTER_MAIN_CLASS=org.codehaus.groovy.tools.GroovyStarter

我們可以發現，這裡其實是通過java啟動了org.codehaus.groovy.tools.GroovyStarter，然後把“--main groovy.ui.GroovyMain”作為參數傳給GroovyStarter，最後又把SomeScript作為參數傳給GroovyMain。注意，這裡只把$GROOVY_HOME/lib/groovy-2.1.3.jar作為classpath參數傳給了JVM，而不包含Groovy依賴的第三方jar包。

我們來看一下GroovyStarter的源代碼（其中省略了異常處理的代碼）：

1. public static void rootLoader(String args[]) {
2. String conf = System.getProperty("groovy.starter.conf",null);
3. LoaderConfiguration lc = new LoaderConfiguration();
4. // 這裡省略了解析命令行參數的代碼
5. // load configuration file
6. if (conf!=null) {
7. lc.configure(new FileInputStream(conf));
8. }
9. // create loader and execute main class
10. ClassLoader loader = new RootLoader(lc);
11. Class c = loader.loadClass(lc.getMainClass()); // 使用RootLoader載入GroovyMain
12. Method m = c.getMethod("main", new Class[]{String[].class});
13. m.invoke(null, new Object[]{newArgs}); // 調用GroovyMain的main方法
14. }
15. //
16. public static void main(String args[]) {
17. rootLoader(args);
18. }

這裡的LoaderConfiguration是用來做什麼的呢？它是用來解析$GROOVY_HOME/conf/groovy-starter.conf文件的，該文件內容如下（去掉了注釋部分）：

1. load !{groovy.home}/lib/*.jar
2. load !{user.home}/.groovy/lib/*.jar
3. load ${tools.jar}

這表示，將$GROOVY_HOME/lib/*.jar、$HOME/.groovy/lib/*.jar以及tools.jar加入到RootLoader的classpath中，可以看出，這裡包含了Groovy依賴的第三方jar包。

接下來，我們來看一下GroovyMain的源代碼。GroovyMain的main函數進去之後，最終會到達processOnce方法：

1. private void processOnce() throws CompilationFailedException, IOException {
2. GroovyShell groovy = new GroovyShell(conf);
4. if (isScriptFile) {
5. if (isScriptUrl(script)) {
6. groovy.run(getText(script), script.substring(script.lastIndexOf("/") + 1), args);
7. } else {
8. groovy.run(huntForTheScriptFile(script), args); // 本地腳本文件執行這行
9. }
10. } else {
11. groovy.run(script, "script_from_command_line", args);
12. }
13. }

可以看到，GroovyMain是通過GroovyShell來執行腳本文件的，GroovyShell的具體執行腳本的代碼我們不再分析，我們只看GroovyShell的構造函數中初始化ClassLoader的代碼：

1. final ClassLoader parentLoader = (parent!=null)?parent:GroovyShell.class.getClassLoader();
2. this.loader = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<GroovyClassLoader>() {
3. public GroovyClassLoader run() {
4. return new GroovyClassLoader(parentLoader,config);
5. }
6. });

由此可見，GroovyShell使用了GroovyClassLoader來加載類，而該GroovyClassLoader的parent即為GroovyShell的ClassLoader，也就是GroovyMain的ClassLoader，也就是RootLoader。

最後來總結一下Groovy腳本的啟動流程（括號中表示使用的ClassLoader）：

1. GroovyStarter
2. ↓ (RootLoader)
3. GroovyMain
4. ↓
5. GroovyShell
6. ↓ (GroovyClassLoader)
7. SomeScript

更多詳情見請繼續閱讀下一頁的精彩內容： http://www.linuxidc.com/Linux/2014-10/108030p2.htm