40 classpath中存在多个jar存在同限定名的class classloader会如何加载

Posted 2022-05-31 蓝风9

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了40 classpath中存在多个jar存在同限定名的class classloader会如何加载相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

前言

呵呵最近碰到一些老项目, 使用的传统的 libs 文件夹管理依赖, 显然存在的问题就是 jar 的依赖的问题

然后之前呢, 也碰到了一些依赖的相关问题

1. 异常:Class net.sf.cglib.core.DebuggingClassWriter overrides final method visit

2. tomcat启动内存堆栈溢出ASN1EncodableVector，DEREncodableVector循环依赖

然而这些问题都需要确定一些事情, 才能够继续理解, 解决问题

那就是如果 classpath 中存在多个jar存在相同限定名的类, classloader 会选择怎么加载类呢 ?

呵呵我们这里就来展开, 主要是会围绕着以下几个问题

1. URLClassloader 会如何加载 ?

2. AppClassloader 会如何加载 ?

3. BootstrapClassloader 会如何加载 ?

4. WebappClassloader 如何加载 ? [补充于 2021.05.30]

以下调试 java 层面的调试基于 jdk8, jvm 层面的调试基于 openjdk9

jvms 关于 BootstrapClassloader, UserDefinedClassloader 的约束?

首先是看一下规范对于这些不同场景的 classloader 加载 class 的描述

可以看到主要是描述了需要做什么, 拿到了不同的结果应该做什么, 但是并没有固定需要怎么做, 因此这个就取决于具体的实现了, 换句话说无论怎么实现都可以, 只要满足已经提到的这些约束就行

关于 UserDefinedClassloader.loadClass 方法这里是有一些明确的约束, 但是与我们这里所关心的东西来说是不重要的

URLClassloader 测试用例

新建一个 HelloWorld02 的项目, 创建如下 class

package com.hx.test;

import java.lang.reflect.Method;
import java.net.URL;
import java.net.URLClassLoader;

/**
 * Test28UrlClassLoader
 *
 * @author Jerry.X.He <970655147@qq.com>
 * @version 1.0
 * @date 2021-05-29 10:26
 */
public class Test28UrlClassLoader 

    // Test28UrlClassLoader
    public static void main(String[] args) throws Exception 

        ClassLoader classLoader = new URLClassLoader(new URL[]
                new URL("file:///Users/jerry/.m2/repository/asm/asm/3.3.1/asm-3.3.1.jar"),
                new URL("file:///Users/jerry/.m2/repository/org/ow2/asm/asm/5.0.4/asm-5.0.4.jar")
        );

        Class classWriterClazz = classLoader.loadClass("org.objectweb.asm.ClassWriter");
        Method method = classWriterClazz.getMethod("visit", int.class, int.class, String.class, String.class,
                                                   String.class, String[].class);
        System.out.println(method.toString());

配置启动参数如下[去掉了一部分无关的 jdk 依赖, idea 调试相关依赖]

/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/bin/java -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath "/Users/jerry/IdeaProjects/HelloWorld02/target/classes:/Applications/IntelliJ IDEA.app/Contents/lib/idea_rt.jar" com.hx.test.Test28UrlClassLoader

当我们吧 asm-3.3.1.jar 放在 classloader 的 classpath 前面的时候, 结果如下

当我们吧 asm-5.0.4.jar 放在 classloader 的 classpath 前面的时候, 结果如下

我们来看一下具体的 lookUp 的代码体现, 可以看到是根据索引0 开始的查询

主要的查询方式那就取决于这里的 getNextLoader 的方式了

我们来看一下 getNextLoader 相关的的具体的实现

上面的 this.getLookupCache(classname) 返回的是 null, 这里是直接带着参数来到了 getLoader 方法

再看一下 getLoader 的实现, 是从 urls.pop 的查询路径, 那具体的顺序又依赖于 urls 的初始化了

urls 的初始化来自于 URLClassPath 初始化的时候, 从最后一个 classpath push 到 urls 里面

然后 getLoader 里面是从 urls 中 pop classpath 进行查询, 因此遍历的 classpath 的方式和 classpath原有的顺序一致

比如我们这里的 asm-3.3.1.jar 在前面, asm-5.0.4.jar 在后面, 那么遍历的顺序为 asm-3.3.1.jar, asm-5.0.4.jar

因此会先加载 asm-3.3.1.jar 里面的 org.objectweb.asm.ClassWriter

同理调整顺序之后, asm-5.0.4.jar 放在前面, 加载的 asm-5.0.4.jar 里面的 org.objectweb.asm.ClassWriter

AppClassloader 测试用例

用例和之前一样, 不过启动参数稍微调整一下[去掉了一部分无关的 jdk 依赖, idea 调试相关依赖]

/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/bin/java -classpath /Users/jerry/IdeaProjects/HelloWorld02/target/classes:/Users/jerry/.m2/repository/asm/asm/3.3.1/asm-3.3.1.jar:/Users/jerry/.m2/repository/org/ow2/asm/asm/5.0.4/asm-5.0.4.jar -Dfile.encoding=UTF-8 com.hx.test.Test28UrlClassLoader

当 classpath 参数中的 asm-3.3.1.jar 放在前面的时候, 加载的是 asm-3.3.1.jar 中的 org.objectweb.asm.ClassWriter

当 classpath 参数中的 asm-5.0.4.jar 放在前面的时候, 加载的是 asm-5.0.4.jar 中的 org.objectweb.asm.ClassWriter

我们来大致看一下, AppClassloader 继承自 URLClassloader

然后我们这里加载 org.objectweb.asm.ClassWriter, 也是直接走的 super.load, 那就和 URLClassloader 完全一致了

最终加载的是 classpath 中靠前的 asm-5.0.4.jar 中的 org.objectweb.asm.ClassWriter

BootstrapClassloader 测试用例

用例和之前一样, 不过启动参数稍微调整一下[去掉了一部分无关的 jdk 依赖, idea 调试相关依赖]

/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/bin/java -Xbootclasspath/a:/Users/jerry/.m2/repository/asm/asm/3.3.1/asm-3.3.1.jar:/Users/jerry/.m2/repository/org/ow2/asm/asm/5.0.4/asm-5.0.4.jar -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath "/Users/jerry/IdeaProjects/HelloWorld02/target/classes:/Applications/IntelliJ IDEA.app/Contents/lib/idea_rt.jar" com.hx.test.Test28UrlClassLoader

当 classpath 参数中的 asm-3.3.1.jar 放在前面的时候, 加载的是 asm-3.3.1.jar 中的 org.objectweb.asm.ClassWriter

当 classpath 参数中的 asm-5.0.4.jar 放在前面的时候, 加载的是 asm-5.0.4.jar 中的 org.objectweb.asm.ClassWriter

我们来看一下这里的类加载的方式, URLClassloader 委托给 AppClassloader, AppClassloader 委托给 ExtClassloader, ExtClassloader 委托给 BootstrapClassloader

再往下, 我们就需要来到 vm 这一层了

可以看到这里是从 first_append_entry 开始遍历, 第一个元素是 asm-3.3.1.jar, 优先取的 asm-3.3.1.jar 中的 org.objectweb.asm.ClassWriter

我们再来看一下 ClassLoader.first_append_entry 的初始化

可以看到 BootstrapClasspath 默认有一个 jdk/modules/java.base, 后面才是我们手动配置添加的 "/Users/jerry/.m2/repository/asm/asm/3.3.1/asm-3.3.1.jar:/Users/jerry/.m2/repository/org/ow2/asm/asm/5.0.4/asm-5.0.4.jar"

然后这里是 class_path 来自于 Arguments::get_sysclasspath(), -Xbootclasspath/a 选项便是添加到了 Arguments::get_sysclasspath()

这里是迭代 classpath, 这里是以 ":" 为分隔符[mac上面], 可以判断的是会先处理 /Users/jerry/.m2/repository/asm/asm/3.3.1/asm-3.3.1.jar, 然后再会处理 /Users/jerry/.m2/repository/org/ow2/asm/asm/5.0.4/asm-5.0.4.jar