前言
对接不同公司时，由于用到了bouncycastle进行签名，都是其他公司封装好的jar包或方法依赖了bouncycastle系列的包，由于各种原因必须同时使用不同版本的包。
直接引用会报类重复加载的问题，由于java类加载使用双亲委派模型，同一个包名类名必定是同一个类加载器加载。java是当类名包名相同且类加载器相同时认为是同一个类，想要同时使用不同版本jar包只能通过自定义类加载器，破坏双亲委派模型来实现。
一 、Java类加载的过程
Java代码从编码完成到运行，包含两个步骤：
编译：把写好的java文件通过javac命令编译成字节码（.class文件）。
运行：把字节码文件交给JVM执行。
类加载的过程就是JVM把.class文件中类信息加载进内存，并解析生成class对象的过程。这个过程主要为3步：加载、链接、初始化，而链接可以分为3小步：验证、准备、解析，每个过程主要过程如下：
加载：把各个来源的的class字节码文件通过不同类加载器载入内存。
验证：保证加载进来的字节流符合虚拟机规范，不会造成安全规范。验证包括对于**文件格式**的验证，比如常量中是否有不被支持的常量？文件中是否有不规范的或者附加的其他信息？对于**元数据的验证**，比如该类是否继承了被final修饰的类？类中的字段，方法是否与父类冲突？是否出现了不合理的重载；对于**字节码的验证**，保证程序语义的合理性，比如要保证类型转换的合理性。对于**符号引用的验证**，比如校验符号引用中通过全限定名是否能够找到对应的类？校验符号引用中的访问性（private，public等）是否可被当前类访问？
准备：为变量分配内存，并且赋予初值，初值不是代码中的初始化的值而是根据不同变量设置默认值，其中引用类型为null。
解析：常量池内的符号引用替换为直接引用的过程。例如调用hello()方法，替换为方法的内存地址。
初始化：对static修饰的变量或语句进行初始化。
二、类加载器
1. BootstrapClassLoader：启动类加载器，负责加载jre/lib/re.jar中的所有class。
2. ExtensionClassLoader：标准扩展类加载器，负责加载jre/lib/ext中的所有class。
3. AppClassLoader：系统类加载器，负责加载classpath中指定的jar包和目录中的class。
4. CustomClassLoader：自定义类加载器。
三、双亲委派模型
双亲并没有特殊的含义，只是层级关系的称呼方式（女拳警告！）层级关系并不是继承的关系，而是组合，每个类加载器都有parent字段来定义上级。
java为了保证类只加载一次，类加载器加载类时，首先检查是否加载过，查不到就委派给上级，直到顶级的类加载器没有查到就加载。当加载的时候该顶级类会尝试加载，如果加载不了再交给下级加载。这样可以保证每个类在类加载器中只会加载一次。
下面是类加载器接口ClassLoader
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException
{
synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
// First, check if the class has already been loaded
Class<?> c = findLoadedClass(name); //查询是否加载过
if (c == null) {
long t0 = System.nanoTime();
try {
if (parent != null) {
c = parent.loadClass(name, false); //没有加载过而且有上级就委派给上级
} else {
c = findBootstrapClassOrNull(name); //没有上级就交给顶级类加载器
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
// ClassNotFoundException thrown if class not found
// from the non-null parent class loader
}
if (c == null) {
// If still not found, then invoke findClass in order
// to find the class.
long t1 = System.nanoTime();
c = findClass(name);
// this is the defining class loader; record the stats
sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
}
}
if (resolve) {
resolveClass(c);
}
return c;
}
}自定义类加载器
自定义类加载器参考：https://blog.csdn.net/u011943534/article/details/89204709
package cn.gq.jdsk;
import java.io.*;
import java.net.URL;
import java.net.URLClassLoader;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.jar.JarEntry;
import java.util.jar.JarFile;
/**
* @author chiangtaol
* @date 2021-10-19
* @describe
*/
/**
* 提供Jar隔离的加载机制，会把传入的路径、及其子路径、以及路径中的jar文件加入到class path。
* 破坏双亲委派机制，改为逆向
/
public class JarLoader extends URLClassLoader {
private static ThreadLocal<URL[]> threadLocal = new ThreadLocal<>();
private URL[] allUrl;
public JarLoader(String[] paths) {
this(paths, JarLoader.class.getClassLoader());
}
public JarLoader(String[] paths, ClassLoader parent) {
super(getURLs(paths), parent);
//暂时先这样
allUrl = threadLocal.get();
}
private static URL[] getURLs(String[] paths) {
if (null paths || 0 paths.length) {
throw new RuntimeException("jar包路径不能为空.");
}
List<String> dirs = new ArrayList<String>();
for (String path : paths) {
dirs.add(path);
JarLoader.collectDirs(path, dirs);
}
List<URL> urls = new ArrayList<URL>();
for (String path : dirs) {
urls.addAll(doGetURLs(path));
}
URL[] urls1 = urls.toArray(new URL[0]);
threadLocal.set(urls1);
return urls1;
}
private static void collectDirs(String path, List<String> collector) {
if (null == path || "".equalsIgnoreCase(path)) {
return;
}
File current = new File(path);
if (!current.exists() || !current.isDirectory()) {
return;
}
for (File child : current.listFiles()) {
if (!child.isDirectory()) {
continue;
}
collector.add(child.getAbsolutePath());
collectDirs(child.getAbsolutePath(), collector);
}
}
private static List<URL> doGetURLs(final String path) {
if (null == path || "".equalsIgnoreCase(path)) {
throw new RuntimeException("jar包路径不能为空.");
}
File jarPath = new File(path);
if (!jarPath.exists() || !jarPath.isDirectory()) {
throw new RuntimeException("jar包路径必须存在且为目录.");
}
/* set filter */
FileFilter jarFilter = new FileFilter() {
@Override
public boolean accept(File pathname) {
return pathname.getName().endsWith(".jar");
}
};
/* iterate all jar */
File[] allJars = new File(path).listFiles(jarFilter);
List<URL> jarURLs = new ArrayList<URL>(allJars.length);
for (int i = 0; i < allJars.length; i++) {
try {
jarURLs.add(allJars[i].toURI().toURL());
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException("系统加载jar包出错", e);
}
}
return jarURLs;
}
//破坏双亲委派模型,采用逆向双亲委派
@Override
public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
if (allUrl != null) {
String classPath = name.replace(".", "/");
classPath = classPath.concat(".class");
for (URL url : allUrl) {
byte[] data = null;
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
InputStream is = null;
try {
File file = new File(url.toURI());
if (file != null && file.exists()) {
JarFile jarFile = new JarFile(file);
if (jarFile != null) {
JarEntry jarEntry = jarFile.getJarEntry(classPath);
if (jarEntry != null) {
is = jarFile.getInputStream(jarEntry);
int c = 0;
while (-1 != (c = is.read())) {
baos.write(c);
}
data = baos.toByteArray();
return this.defineClass(name, data, 0, data.length);
}
}
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
if (is != null) {
is.close();
}
baos.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
return super.loadClass(name);
}
}package cn.gq.jdsk;
/**
* @author chiangtaol
* @date 2021-10-19
* @describe
*/
/**
*
* 为避免jar冲突，比如hbase可能有多个版本的读写依赖jar包
* 就需要脱离当前classLoader去加载这些jar包，执行完成后，又退回到原来classLoader上继续执行接下来的代码
*/
public final class ClassLoaderSwapper {
private ClassLoader storeClassLoader = null;
private ClassLoaderSwapper() {
}
public static ClassLoaderSwapper newCurrentThreadClassLoaderSwapper() {
return new ClassLoaderSwapper();
}
/**
* 保存当前classLoader，并将当前线程的classLoader设置为所给classLoader
*
* @param
* @return
*/
public ClassLoader setCurrentThreadClassLoader(ClassLoader classLoader) {
this.storeClassLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
Thread.currentThread().setContextClassLoader(classLoader);
return this.storeClassLoader;
}
/**
* 将当前线程的类加载器设置为保存的类加载
* @return
*/
public ClassLoader restoreCurrentThreadClassLoader() {
ClassLoader classLoader = Thread.currentThread()
.getContextClassLoader();
Thread.currentThread().setContextClassLoader(this.storeClassLoader);
return classLoader;
}
}测试代码如下
@Test
public void classloader() throws Exception{
String jar1 = "/Users/chiangtaol/Downloads/test/jd/jar1"; //自己定义的测试jar包，不同版本打印内容不同
String jar2 = "/Users/chiangtaol/Downloads/test/jd/jar2";
JarLoader jarLoader = new JarLoader(new String[]{jar1});
ClassLoaderSwapper classLoaderSwapper = ClassLoaderSwapper.newCurrentThreadClassLoaderSwapper();
classLoaderSwapper.setCurrentThreadClassLoader(jarLoader);
Class<?> aClass = Thread.currentThread().getContextClassLoader().loadClass("cn.tnt.bean.TestClass");
classLoaderSwapper.restoreCurrentThreadClassLoader();
Object o = aClass.newInstance();
Method isEmptyMethod = aClass.getDeclaredMethod("hello");
Object invoke = isEmptyMethod.invoke(o);
System.out.println(invoke);
JarLoader jarLoader2 = new JarLoader(new String[]{jar2});
ClassLoaderSwapper classLoaderSwapper2 = ClassLoaderSwapper.newCurrentThreadClassLoaderSwapper();
classLoaderSwapper2.setCurrentThreadClassLoader(jarLoader2);
Class<?> aClass2 = Thread.currentThread().getContextClassLoader().loadClass("cn.tnt.bean.TestClass");
classLoaderSwapper.restoreCurrentThreadClassLoader();
Object o2 = aClass2.newInstance();
Method isEmptyMethod2 = aClass2.getDeclaredMethod("hello");
Object invoke2 = isEmptyMethod2.invoke(o2);
System.out.println(invoke2);
}/**
* @author chiangtaol
* @date 2021-10-20
* @describe
*/
public class TestClass {
public String hello(){
return SoutUtil.sout();
}
}
//为了测试引用是否会加载正确，分为两个类打印
/**
* @author chiangtaol
* @date 2021-10-20
* @describe
*/
public class SoutUtil {
public static String sout(){
System.out.println("这是jar包33333");
return "333";
}
}结果如下：
这是jar包1111111
111
这是jar包22222
222
自定义的类主要针对必须同时引用两个不同版本的同名jar包时的问题解决思路。