Java通过自定义类加载器实现类隔离 Java通过自定义类加载器实现类

前言
类隔离是什么
使用场景
解决方案

重写findClass
重写loadClass

总结

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：

com.lgyspring-common-message1.0.0

服务B pom.xml：

com.lgyspring-common-message2.0.0

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 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*/@Overrideprotected 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 */ @Overrideprotected 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。
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