从实现通用接口的 jar 中实例化类，然后将实例分配给接口会导致 ClassCastException

Question

这是我一直在努力解决的 class 加载程序问题。我了解问题的根本原因（不同的 class 加载器），但我不确定解决问题的最佳方法。

我有一些通用接口的项目；我们称它为 api。我还有另外两个名为 runner 和 module 的项目，它们都使用 api 作为依赖项。

runner 的工作是动态加载一个 module 工件（从一个 jar；它是一个包含其依赖项的胖子）然后执行它。 runner 期望 module 提供来自 api 的某些具体实现。为了确保来自不同版本 module.jar 的 classes 不会互相破坏，我创建了一个新的 classloader，其中包含 URL 到 module.jar，并将父 classloader 设置为加载和处理 module.jar 的 class 的 classloader。这没有任何问题。

当我使用 runner 作为网络应用程序（具体来说是 spring 启动应用程序）中的依赖项时，问题出现了，并且很快发现我无法加载一些 classes 来自 module.jar 因为它们与当前 class 路径中已经存在的 classes 冲突（来自 webapp 中的其他依赖项）。

因为 module.jar 实际上只需要来自 api 的 classes，我认为我可以创建一个新的 URLClassLoader（没有父项）只有 classes 来自 api.jar，然后在我加载模块时将其用作父 classloader。这就是我开始运行麻烦的地方：

CommonInterface commonInterface = null;
Class<CommonInterface> commonInterfaceClass = null;

ClassLoader myClassLoader = URLClassLoader.newInstance(moduleJarURL, apiClassesClassLoader);

//...
//...

//clazz is a concrete implementation from module.jar
if(myClassLoader.loadClass(CommonInterface.class.getName()).isAssignableFrom(clazz)) {
    commonInterfaceClass = clazz; 
}

commonInterface = commonInterfaceClass.newInstance(); //ClassCastException

我知道我最初的问题是由于 classloader 在尝试加载它之前首先检查 class 是否已经加载，这意味着当它使用 module.jar 中的名称解析，它链接到 class.

的不兼容版本

处理这个问题的好方法是什么？与其创建一个只有 api 中的 class 的 URL classloader，创建我自己的实现是否有意义，只有在请求 class 是 api?

中的一个

Answer 1

您已经从两个不同的 class 加载器加载了 CommonInterface。类同名但不同的 class 加载程序与 JVM 不同 class。（即使 classes 在 .class 文件中 100% 相同 - 问题不是不兼容，而是它们来自不同的 class 加载器）

如果你做

System.out.println(CommonInterface.class == myClassLoader.loadClass(CommonInterface.class.getName()));

你会发现这会打印出 false.

您创建 classloader 的方式：

ClassLoader myClassLoader = URLClassLoader.newInstance(moduleJarURL, apiClassesClassLoader);

.. 仅当 apiClassesClassLoader 也是包含此代码的 class 的父 class 加载程序时才有效。

你可以试试：

ClassLoader myClassLoader = URLClassLoader.newInstance(moduleJarURL, 
                                                       getClass().getClassLoader());

但是根据您的描述（它是一个 "fat" jar，包含自己的依赖项）和网络 classloader 的复杂性（儿童优先）这可能无法解决您的问题。

在那种情况下，唯一的解决办法是制作你的模块 jar "lean" 以确保你只用一个 class 加载器加载每个 class 一次。

Answer 2

我忘记用我的解决方案更新这个问题。我能够通过创建一个扩展 URLClassLoader 的自定义 class-loader 来解决这个问题。此 classloader 没有父级。

然后我覆盖 loadClass 以控制 classes 的加载方式。我首先检查 class 是否存在于 module.jar 中。如果是这样，我从那里加载它。否则，我使用当前的 classloader 加载它。由于我的自定义 classloader 没有父级，它可以从 module.jar 加载 classes 即使它们已经被主 classloader 加载，因为它们有在我的自定义 classloader 层次结构中不存在。

基本方法是这样的：

public class MyClassLoader extends URLClassLoader {

    private final ClassLoader mainClassLoader = MyClassLoader.class.getClassLoader();
    private final Set<String> moduleClasses;

    private MyClassLoader(URL url) {
        super(new URL[]{ url });
        try {
            JarURLConnection connection = (JarURLConnection) url.openConnection();

            this.moduleClasses = connection.getJarFile().stream()
                .map(JarEntry::getName)
                .filter(name -> name.endsWith(".class"))
                .map(name -> name.replace(".class", "").replaceAll("/", "."))
                .collect(Collectors.toSet());
        } catch(IOException e) {
            throw new IllegalArgumentException(String.format("Unexpected error while reading module jar: %s", e.getMessage()));
        }
    }

    public static MyClassLoader newInstance(JarFile libraryJar) {
        try {
            return new MyClassLoader(new URL(String.format("jar:file:%s!/", libraryJar.getName())));
        } catch(MalformedURLException e) {
            throw new IllegalArgumentException(String.format("Path to module jar could not be converted into proper URL: %s", e.getMessage()));
        }
    }

    @Override
    public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        if(moduleClasses.contains(name)) {
            Class<?> clazz = findLoadedClass(name);
            if(clazz != null) {
                return clazz;
            } else {
                return findClass(name);
            }
        } else {
            return mainClassLoader.loadClass(name);
        }
    }
}

从实现通用接口的 jar 中实例化类，然后将实例分配给接口会导致 ClassCastException

Instantiating classes from a jar that implement a common interface, and then assigning the instance to the interface causes ClassCastException

java

classpath

classloader

从实现通用接口的 jar 中实例化 类，然后将实例分配给接口会导致 ClassCastException

Instantiating classes from a jar that implement a common interface, and then assigning the instance to the interface causes ClassCastException

java

classpath

classloader

从实现通用接口的 jar 中实例化类，然后将实例分配给接口会导致 ClassCastException