如何解决 Jacob 与 Tomcat 类加载问题：深入分析 Tomcat 类加载机制与 JVM 双亲委派机制

在将 Jacob（与 COM 对接的 JNI 桥接库）集成到 Java Web 项目时，许多开发者可能会遇到 ClassNotFoundException 或 UnsatisfiedLinkError 错误。即使将 jacob.jar 和 jacob.dll 放置在 Tomcat/lib 目录下，问题依然可能发生。本文将深入探讨 Tomcat 类加载机制 和 JVM 的双亲委派机制，并分析如何避免这些常见问题。

一、Tomcat 类加载机制与 JVM 双亲委派机制

1、JVM 的双亲委派机制

在 Java 中，类加载器遵循 双亲委派机制，它的基本结构如下：

BootstrapClassLoader       (加载 rt.jar, java.base 模块等)
↓
ExtClassLoader             (加载 %JAVA_HOME%/lib/ext/*.jar)
↓
AppClassLoader             (加载 classpath 下的 jar)

双亲委派机制 确保每个加载器在加载类时，首先会委派给父加载器。如果父加载器无法加载该类，子加载器才会尝试加载。这意味着，Java 核心类 和 扩展类 永远不会被应用程序加载器干扰，从而避免了同一类被多个加载器加载的情况。

2、Tomcat 的自定义类加载机制

Tomcat 采用了 自定义的类加载机制，使得多个 Web 应用可以相互隔离，并共享部分库。Tomcat 类加载结构如下：

BootstrapClassLoader
↓
SystemClassLoader（AppClassLoader）
↓
CommonClassLoader (Tomcat/lib 下的公共 jar)
↓
├── CatalinaClassLoader（Tomcat 核心类）
│   ├── SharedClassLoader（可选共享库）
│   └── WebAppClassLoaderX（每个 Web 应用独立）

• /lib/*.jar：由 CommonClassLoader 加载，适用于所有 Web 应用；
• 每个 webapps/xxx/WEB-INF/lib/ 下的 JAR 包：由各自的 WebAppClassLoader 加载。

Tomcat 的类加载机制采用 child-first 策略，意味着：

Web 应用自己的类优先加载（child-first），如果找不到，则委派给父加载器（parent-first）。

这确保了每个 Web 应用都可以使用自己的库而不受干扰。

二、为什么 Jacob 加载失败：Tomcat 类加载器的影响

1、framework 项目与 TCS 项目的类加载隔离

假设你有两个项目：

1. framework 项目：包含 jacob.jar 和 jacob.dll，是一个基础框架项目；
2. TCS 项目：依赖 framework 项目，并需要使用 jacob.jar 和 jacob.dll。

Tomcat 默认的 child-first 策略 会导致 WebAppClassLoader 优先加载 TCS 项目 自己的类库，而不会委托父加载器（CommonClassLoader）加载 jacob.jar。这意味着，即使 jacob.jar 被放置在 Tomcat/lib 中，TCS 项目的 WebAppClassLoader 也无法及时加载它。

2、类加载器的隔离问题

Tomcat 中的每个 Web 应用都有一个独立的 WebAppClassLoader，这些类加载器是相互隔离的。即使 jacob.jar 放在 Tomcat/lib 目录下，TCS 项目的 WebAppClassLoader 也无法直接访问到父加载器中的类。

三、如何正确加载 jacob.jar 和 jacob.dll

1、解决方案：将 jacob.jar 和 jacob.dll 放入 Tomcat/lib 目录

当将 jacob.jar 和 jacob.dll 放入 Tomcat/lib 目录时，CommonClassLoader 会负责加载这些类库，从而确保所有 Web 应用都能共享这些资源。这样可以避免 TCS 项目 和 framework 项目 之间的类加载器隔离问题。

解决步骤：

1. 将 jacob.jar 放入 Tomcat/lib；
2. 将 jacob-1.21-x64.dll 放入 Tomcat/bin 目录，或者确保它在 java.library.path 中可用。

Tomcat 会加载这些类库，TCS 项目 和其他 Web 应用可以共享这些库。

2、恢复双亲委派机制

如果你希望 jacob.jar 保持在 framework.jar 中并放在 WEB-INF/lib 下，可以通过恢复父优先加载机制来解决：

1. 在 META-INF/context.xml 或 conf/context.xml 中添加如下配置：

   <Context><Loader delegate="true"/>
   </Context>
   

这将确保 WebAppClassLoader 先委托给父加载器（CommonClassLoader），从而使 TCS 项目 能正确加载 framework.jar 中的 jacob.jar。

四、结论

1. Tomcat 默认的 child-first 策略 导致 WebAppClassLoader 优先加载 Web 应用的类，即使 jacob.jar 已在 Tomcat/lib 中，WebAppClassLoader 也不会立即委托父加载器，导致类加载失败；

2. 解决方法：

   • 将 jacob.jar 和 jacob.dll 放入 TCS 项目的 WEB-INF/lib；
   • 或将它们放入 Tomcat/lib 目录，让所有 Web 应用共享；
   • 或通过在 context.xml 中恢复 父优先加载机制，确保 jacob.jar 被正确加载。

通过这些方法，可以确保 jacob.jar 和 jacob.dll 被正确加载，解决 ClassNotFoundException 错误。

附加说明：为什么 framework.jar 放入 TCS 项目后出错？

当 Jacob 被打包到 framework.jar 中并放入 TCS 项目 后，framework.jar 会被 WebAppClassLoader 加载，而 Tomcat/lib 中的 jacob.jar 则由 CommonClassLoader 加载。由于类加载器的隔离和 child-first 策略，TCS 项目 无法访问 framework.jar 中的 jacob.jar，从而导致 UnsatisfiedLinkError 错误。

一句话总结

将 jacob.jar 和 jacob.dll 放入 Tomcat/lib 目录，让 CommonClassLoader 负责加载这两个库，避免了 WebAppClassLoader 的隔离问题，从而确保多个 Web 应用能够共享同一个 jacob.jar 和 jacob.dll。

---