Java通过自定义类加载器实现类隔离
前言
由于微服务的快速迭代、持续集成等特性,越来越多的团队更倾向于它。但是也体现出了一些问题,比如在基础设施建设过程中,需要把通用功能下沉,把现有大而全的基础设施按领域拆分,考虑需要兼容现有生产服务,会产生不同的依赖版本,有时不注意就可以引发问题。比如本文遇到的依赖包版本冲突问题,以及如何利用类隔离技术解决的分析。
类隔离是什么
类隔离是一种通过类加载器实现加载所需类的实现方式,使得不同版本类间隔离,避免了使用冲突问题,最终的效果就是不同模块的内容被不同的类加载器加载,满足同一环境下同时兼容不同接口实现类。
使用场景
比如业务服务A和业务服务B均需要消息通知等,均依赖消息中间件,但所引用版本不一致,导致最终只有一个版本加载到JVM,在某一个服务调用时会出现 NoSuchMethodError或NoSuchClassError问题,这就很难排查出来,没准会影响项目进度,最终月度的绩效(“鸡腿”)不保。
服务A pom.xml:
<!-- common-message--> <dependency> <groupId>com.lgy</groupId> <artifactId>spring-common-message</artifactId> <version>1.0.0<version> </dependency>
服务B pom.xml:
<!-- common-message--> <dependency> <groupId>com.lgy</groupId> <artifactId>spring-common-message</artifactId> <version>2.0.0<version> </dependency>
业务调用流程:
// 业务A调用微信服务通知 MessageUtil.sendMessage(content,peopleId,templateId,"wechat"); // 业务B调用微信服务通知 MessageUtil.sendToWechat(content,peopleId,templateId);
JVM最终加载的为 2.0.0 版本的依赖,导致业务A在调用时抛异常java.lang.NoSuchMethodError。
解决方案
大体的解决思路就是,在不改变业务代码的前提下, 业务A调用 1.0.0 版本的消息工具类, 业务B调用2.0.0版本的消息工具类,因此需要JVM能够利用自定义类加载器加载所需的类或关联的类。
实现思路
重写类加载器,实现自定义类加载(java.lang.ClassLoader)
重写类加载函数
- 重写 findClass(String name)
- 重写 loadClass(String name)
涉及的知识点
- JVM加载过程:加载-》链接-》初始化(具体后续介绍)
- 双亲委派机制:委托父加载器查询;如果父加载器查询不到,则调用自身的findClass加载
重写findClass
import java.io.*; import java.util.HashMap; import java.util.Map; public class CustomerFindClass extends ClassLoader { private Map<String, String> classPathMap = new HashMap<>(); public CustomerFindClass() { // 业务A的自定义类加载器 classPathMap.put("com.lgy.businessA.service.impl.MessageServiceImpl", "E:/dataway-demo/example/target/classes/com/lgy/businessA/service/impl/MessageServiceImpl.class"); classPathMap.put("com.lgy.v1.message.util.MessageUtil", "E:/dataway-demo/example/target/classes/com/lgy/v1/message/util/MessageUtil.class"); } /** * findClass方式加载类 */ @Override protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException { String classPath = classPathMap.get(name); File file = new File(classPath); if (!file.exists()) { throw new ClassNotFoundException(); } byte[] bytes = getClassData(file); if (null == bytes || 0 == bytes.length) { throw new ClassNotFoundException(); } return defineClass(bytes, 0, bytes.length); } private byte[] getClassData(File file) { try (InputStream ins = new FileInputStream(file); ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream()) { byte[] buffer = new byte[4096]; int bytesNumRead = 0; while ((bytesNumRead = ins.read(buffer)) != -1) { baos.write(buffer, 0, bytesNumRead); } return baos.toByteArray(); } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } return new byte[]{}; }
最终结果与预期的结果不一致
- 预期结果:业务A的MessageServiceImpl与MessageUtil由CustomerFindClass加载
- 实际结果:业务A的MessageServiceImpl由CustomerFindClass加载,而MessageUtil由sun.misc.AppClassLoader加载。
- 分析:由于JVM类加载的双亲委托机制,业务A调用消息工具类时,类加载器(CustomerFindClass)会委托父类加载器(AppClassLoader)加载类,如果存在,则不再执行自身的findClass方法加载,导致结果不理想。(main 方法类默认情况下都是由 JDK 自带的 AppClassLoader 加载的)。
重写loadClass
private ClassLoader classLoader; /** * 重新loadClass方法 */ @Override protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException { Class result = null; try { //这里要使用 JDK 的类加载器加载 java.lang 包里面的类 result = classLoader.loadClass(name); } catch (Exception e) { // ignore error } if (null != result) { return result; } String classPath = classPathMap.get(name); File file = new File(classPath); if (!file.exists()) { throw new ClassNotFoundException(); } byte[] bytes = getClassData(file); if (null == bytes || 0 == bytes.length) { throw new ClassNotFoundException(); } return defineClass(bytes, 0, bytes.length); }
满足业务A的MessageServiceImpl与MessageUtil由CustomerFindClass加载
注意:这种方式破坏了双亲委托机制,但由于重写了loadClass方法,所有类均会有CustomerFindClass加载器加载,需要过滤出不需要隔离的类,如java.lang包下的类,需要由ExtClassLoader 来加载。
总结
本文分享的方式是从类加载器方向出发,实现最终的类隔离,避免了不同模块间不同类的冲突,其中顺便也简单带过了jvm类加载相关的知识点,也算是一劳多得,后续会结合实际使用场景进一步分析。
以上就是Java通过自定义类加载器实现类隔离的详细内容,更多关于Java类隔离的资料请关注脚本之家其它相关文章!
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