曹工说面试:当应用依赖jar包的A版本,中间件jar包依赖B版本,两个版本不兼容,这还怎么玩?
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了曹工说面试:当应用依赖jar包的A版本,中间件jar包依赖B版本,两个版本不兼容,这还怎么玩?相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
背景
大一点的公司,可能有一些组,专门做中间件的;假设,某中间件小组,给你提供了一个jar包,你需要集成到你的应用里。假设,它依赖了一个日期类,版本是v1;我们应用也依赖了同名的一个日期类,版本是v2.
两个版本的日期类,方法逻辑的实现,有一些差异。
举个例子,中间件提供的jar包中,依赖如下工具包:
<dependency>
<groupId>com.example</groupId>
<artifactId>common-v1</artifactId>
<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
</dependency>
该版本中,包含了com.example.date.util.CommonDateUtil这个类。
package com.example.date.util;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
@Slf4j
public class CommonDateUtil {
public static String format(String date) {
// 1
String s = date + "- v1";
log.info("v1 result:{}", s);
return s;
}
}
应用中,依赖如下jar包:
<dependency>
<groupId>com.example</groupId>
<artifactId>common-v2</artifactId>
<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
</dependency>
该jar包中,包含同名的class,但里面的方法实现不一样:
@Slf4j
public class CommonDateUtil {
public static String format(String date) {
String s = date + "- v2";
log.info("v2 result:{}", s);
return s;
}
}
ok,那假设我们是一个spring boot应用,当中间件小组的哥们找到你,让你集成,你可能就愉快地弄进去了;但是,有个问题时,你的jar包、和中间件小哥的jar包,都是放在fatjar的lib目录的(我这里解压了,方便查看):
请问,最终加载的CommonDateUtil类,到底是common-v1的,还是commonv2中的呢?因为spring boot加载BOOT-INF/lib时,肯定都是同一个类加载器,同一个类加载器,对于一个包名和类名都相同的类,只会加载一次;那么,加载了v1,就不可能再加载V2;反之亦然。
那这就出问题了。我们应用要用V2;中间件要用V1,水火不容啊,这可怎么办?
分析
首先,我们要重写spring boot的启动类,这是毋庸置疑的,启动类是哪个呢?
为什么要重写这个?因为,我们问题分析里说了,当打成fat jar运行时,其结构如下:
[root@mini2 temp]# tree
.
├── BOOT-INF
│?? ├── classes
│?? │?? ├── application.properties
│?? │?? ├── application.yml
│?? │?? └── com
│?? │?? └── example
│?? │?? └── demo
│?? │?? ├── CustomMiddleWareClassloader.class
│?? │?? └── OrderServiceApplication.class
│?? └── lib
│?? ├── classmate-1.4.0.jar
│?? ├── common-v1-0.0.1-SNAPSHOT.jar
│?? ├── common-v2-0.0.1-SNAPSHOT.jar
│?? ├── hibernate-validator-6.0.17.Final.jar
│?? ├── jackson-annotations-2.9.0.jar
│?? ├── jackson-core-2.9.9.jar
│?? ├── jackson-databind-2.9.9.jar
│?? ├── jackson-datatype-jdk8-2.9.9.jar
│?? ├── jackson-datatype-jsr310-2.9.9.jar
│?? ├── jackson-module-parameter-names-2.9.9.jar
│?? ├── javax.annotation-api-1.3.2.jar
│?? ├── jboss-logging-3.3.2.Final.jar
│?? ├── jul-to-slf4j-1.7.26.jar
│?? ├── log4j-api-2.11.2.jar
│?? ├── log4j-to-slf4j-2.11.2.jar
│?? ├── logback-classic-1.2.3.jar
│?? ├── logback-core-1.2.3.jar
│?? ├── lombok-1.18.10.jar
│?? ├── middle-ware-0.0.1-SNAPSHOT.jar
│?? ├── middle-ware-api-0.0.1-SNAPSHOT.jar
│?? ├── slf4j-api-1.7.26.jar
│?? ├── snakeyaml-1.23.jar
│?? ├── spring-aop-5.1.9.RELEASE.jar
│?? ├── spring-beans-5.1.9.RELEASE.jar
│?? ├── spring-boot-2.1.7.RELEASE.jar
│?? ├── spring-boot-autoconfigure-2.1.7.RELEASE.jar
│?? ├── spring-boot-loader-2.1.7.RELEASE.jar
│?? ├── spring-boot-starter-2.1.7.RELEASE.jar
│?? ├── spring-boot-starter-json-2.1.7.RELEASE.jar
│?? ├── spring-boot-starter-logging-2.1.7.RELEASE.jar
│?? ├── spring-boot-starter-tomcat-2.1.7.RELEASE.jar
│?? ├── spring-boot-starter-web-2.1.7.RELEASE.jar
│?? ├── spring-context-5.1.9.RELEASE.jar
│?? ├── spring-core-5.1.9.RELEASE.jar
│?? ├── spring-expression-5.1.9.RELEASE.jar
│?? ├── spring-jcl-5.1.9.RELEASE.jar
│?? ├── spring-web-5.1.9.RELEASE.jar
│?? ├── spring-webmvc-5.1.9.RELEASE.jar
│?? ├── tomcat-embed-core-9.0.22.jar
│?? ├── tomcat-embed-el-9.0.22.jar
│?? ├── tomcat-embed-websocket-9.0.22.jar
│?? └── validation-api-2.0.1.Final.jar
├── META-INF
│?? ├── MANIFEST.MF
│?? └── maven
│?? └── com.example
│?? └── web-application
│?? ├── pom.properties
│?? └── pom.xml
└── org
└── springframework
└── boot
└── loader
├── archive
│?? ├── Archive.class
│?? ├── Archive$Entry.class
│?? ├── Archive$EntryFilter.class
│?? ├── ExplodedArchive$1.class
│?? ├── ExplodedArchive.class
│?? ├── ExplodedArchive$FileEntry.class
│?? ├── ExplodedArchive$FileEntryIterator.class
│?? ├── ExplodedArchive$FileEntryIterator$EntryComparator.class
│?? ├── JarFileArchive.class
│?? ├── JarFileArchive$EntryIterator.class
│?? └── JarFileArchive$JarFileEntry.class
├── data
│?? ├── RandomAccessData.class
│?? ├── RandomAccessDataFile$1.class
│?? ├── RandomAccessDataFile.class
│?? ├── RandomAccessDataFile$DataInputStream.class
│?? └── RandomAccessDataFile$FileAccess.class
├── ExecutableArchiveLauncher.class
├── jar
│?? ├── AsciiBytes.class
│?? ├── Bytes.class
│?? ├── CentralDirectoryEndRecord.class
│?? ├── CentralDirectoryFileHeader.class
│?? ├── CentralDirectoryParser.class
│?? ├── CentralDirectoryVisitor.class
│?? ├── FileHeader.class
│?? ├── Handler.class
│?? ├── JarEntry.class
│?? ├── JarEntryFilter.class
│?? ├── JarFile$1.class
│?? ├── JarFile$2.class
│?? ├── JarFile.class
│?? ├── JarFileEntries$1.class
│?? ├── JarFileEntries.class
│?? ├── JarFileEntries$EntryIterator.class
│?? ├── JarFile$JarFileType.class
│?? ├── JarURLConnection$1.class
│?? ├── JarURLConnection.class
│?? ├── JarURLConnection$JarEntryName.class
│?? ├── StringSequence.class
│?? └── ZipInflaterInputStream.class
├── JarLauncher.class
├── LaunchedURLClassLoader.class
├── LaunchedURLClassLoader$UseFastConnectionExceptionsEnumeration.class
├── Launcher.class
├── MainMethodRunner.class
├── PropertiesLauncher$1.class
├── PropertiesLauncher$ArchiveEntryFilter.class
├── PropertiesLauncher.class
├── PropertiesLauncher$PrefixMatchingArchiveFilter.class
├── util
│?? └── SystemPropertyUtils.class
└── WarLauncher.class
BOOT-INF/lib下,是由同一个类加载器去加载的,而我们的V1和V2的jar包,全部混在这个目录下。
我们要想同时加载V1和V2的jar包,必须用两个类加载器来做隔离。
即,应用类加载器,不能加载V1;而中间件类加载器,只管加载V2,其他一概不能加载。
spring boot 的启动类
前面我们提到,启动类是org.springframework.boot.loader.JarLauncher,这个是在BOOT-INF/MANIFEST中指定了的。
这个类在哪里呢,一般在如下这个依赖中:
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-loader</artifactId>
</dependency>
该依赖,会在打包阶段,由maven插件,打到我们的fat jar中:
<build>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
</plugin>
</plugins>
</build>
这个jar包,打到哪里去了呢?实际是解压后,放到fat jar的如下路径了,可以再去上面看看那个fat jar结构:
上面那个启动类,就是在这个里面。
启动类简单解析
先来看看uml:
先看看JarLauncher:
public class JarLauncher extends ExecutableArchiveLauncher {
static final String BOOT_INF_CLASSES = "BOOT-INF/classes/";
static final String BOOT_INF_LIB = "BOOT-INF/lib/";
public JarLauncher() {
}
protected JarLauncher(Archive archive) {
super(archive);
}
@Override
protected boolean isNestedArchive(Archive.Entry entry) {
if (entry.isDirectory()) {
return entry.getName().equals(BOOT_INF_CLASSES);
}
return entry.getName().startsWith(BOOT_INF_LIB);
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 1
new JarLauncher().launch(args);
}
}
这里1处,new了自身,然后调用launch。
public abstract class Launcher {
/**
* Launch the application. This method is the initial entry point that should be
* called by a subclass {@code public static void main(String[] args)} method.
* @param args the incoming arguments
* @throws Exception if the application fails to launch
*/
protected void launch(String[] args) throws Exception {
JarFile.registerUrlProtocolHandler();
// 1
ClassLoader classLoader = createClassLoader(getClassPathArchives());
// 2
launch(args, getMainClass(), classLoader);
}
1处这里,就是创建类加载器了,期间,先调用了getClassPathArchives。
我们看看:
org.springframework.boot.loader.Launcher#getClassPathArchives
protected abstract List<Archive> getClassPathArchives() throws Exception;
这是个抽象方法,此处使用了模板方法设计模式,在如下类中实现了:
org.springframework.boot.loader.ExecutableArchiveLauncher#getClassPathArchives
@Override
protected List<Archive> getClassPathArchives() throws Exception {
// 1
List<Archive> archives = new ArrayList<>(this.archive.getNestedArchives(this::isNestedArchive));
postProcessClassPathArchives(archives);
return archives;
}
此处的1处,不用深究,就是获取类加载器的classpath集合。我们这里打个断点,直接看下:
这里面细节就先不看了,主要就是拿到BOOT-INF/lib下的每个jar包。
然后我们继续之前的:
protected void launch(String[] args) throws Exception {
JarFile.registerUrlProtocolHandler();
// 1
ClassLoader classLoader = createClassLoader(getClassPathArchives());
// 2
launch(args, getMainClass(), classLoader);
}
现在getClassPathArchives已经ok了,接着就调用createClassLoader来创建类加载器了。
protected ClassLoader createClassLoader(List<Archive> archives) throws Exception {
List<URL> urls = new ArrayList<>(archives.size());
for (Archive archive : archives) {
urls.add(archive.getUrl());
}
// 1
return createClassLoader(urls.toArray(new URL[0]));
}
1处,继续调用内层函数,传入了url数组。
protected ClassLoader createClassLoader(URL[] urls) throws Exception {
return new LaunchedURLClassLoader(urls, getClass().getClassLoader());
}
这里new了一个LaunchedURLClassLoader,参数就是url数组。我们看看这个类:
public class LaunchedURLClassLoader extends URLClassLoader {
static {
ClassLoader.registerAsParallelCapable();
}
/**
* Create a new {@link LaunchedURLClassLoader} instance.
* @param urls the URLs from which to load classes and resources
* @param parent the parent class loader for delegation
*/
public LaunchedURLClassLoader(URL[] urls, ClassLoader parent) {
super(urls, parent);
}
这个类,继承了URLClassLoader,所以,大家如果对类加载器有一定了解,就知道,URLClassLoader就是接收一堆的url,然后loadClass的时候,遵从双亲委派,双亲加载不了,就交给它,它就去url数组里,去加载class。
思路分析
我的打算是,修改fat jar中的启动类,为我们自定义的启动类。
Manifest-Version: 1.0
Implementation-Title: web-application
Implementation-Version: 0.0.1-SNAPSHOT
Start-Class: com.example.demo.OrderServiceApplication
Spring-Boot-Classes: BOOT-INF/classes/
Spring-Boot-Lib: BOOT-INF/lib/
Build-Jdk-Spec: 1.8
Spring-Boot-Version: 2.1.7.RELEASE
Created-By: Maven Archiver 3.4.0
// 1
Main-Class: com.example.demo.CustomJarLauncher
1处,指定我们自定义的class,这个class,我们会在打好fat jar后,手动拷贝进去。
然后,我们自定义启动类里面要干啥呢?
public class CustomJarLauncher extends JarLauncher {
public static void main(String[] args) throws Exception {
new CustomJarLauncher().launch(args);
}
@Override
protected void launch(String[] args) throws Exception {
JarFile.registerUrlProtocolHandler();
// 1
List<Archive> classPathArchives = getClassPathArchives();
/**
* 2
*/
List<URL> allURLs = classPathArchives.stream().map(entries -> {
try {
return entries.getUrl();
} catch (MalformedURLException e) {
return null;
}
}).filter(Objects::nonNull).collect(Collectors.toList());
// 3
List<URL> middleWareClassPathArchives = new ArrayList<>();
for (URL url : allURLs) {
String urlPath = url.getPath();
if (urlPath == null) {
continue;
}
boolean isMiddleWareJar = urlPath.contains("common-v1")
|| urlPath.contains("middle-ware");
if (isMiddleWareJar) {
if (urlPath.contains("middle-ware-api")) {
continue;
}
middleWareClassPathArchives.add(url);
}
}
/**
* 4 从全部的应用lib目录,移除中间件需要的jar包,但是,中间件的api不能移除
*/
allURLs.removeAll(middleWareClassPathArchives);
// 5
CustomLaunchedURLClassLoader loader =
new CustomLaunchedURLClassLoader(allURLs.toArray(new URL[0]),
getClass().getClassLoader());
loader.setMiddleWareClassPathArchives(middleWareClassPathArchives);
launch(args, getMainClass(), loader);
}
}
- 1处,获取fat jar的lib目录下的全部包
- 2处,将1处得到的集合,转为url集合
- 3处,筛选出中间件的包,复制到单独的集合中,我这边有2个,直接写死了(毕竟是demo)
- 4处,将原集合中,移除中间件的jar包
- 5处,创建一个自定义的classloader,主要是方便我们存放中间件相关jar包集合
5处自定义的classloader,这里可以看下:
public class CustomLaunchedURLClassLoader extends LaunchedURLClassLoader {
// 中间件jar包
List<URL> middleWareClassPathArchives;
/**
* Create a new {@link LaunchedURLClassLoader} instance.
*
* @param urls the URLs from which to load classes and resources
* @param parent the parent class loader for delegation
*/
public CustomLaunchedURLClassLoader(URL[] urls, ClassLoader parent) {
super(urls, parent);
}
public List<URL> getMiddleWareClassPathArchives() {
return middleWareClassPathArchives;
}
public void setMiddleWareClassPathArchives(List<URL> middleWareClassPathArchives) {
this.middleWareClassPathArchives = middleWareClassPathArchives;
}
}
最终,在我们的业务代码,要怎么去写呢?
我们现在自定义了一个类加载器,那么,后续业务代码都会由这个类加载器去加载。
我们再想想标题说的问题,我们是需要:加载中间件代码时,不能用这个类加载器去加载,因为这个类加载器中,已经排除了中间件相关jar包,是加载不到的。
此时,我们需要自定义一个classloader,去如下类中的middleWareClassPathArchives这个地方加载:
public class CustomLaunchedURLClassLoader extends LaunchedURLClassLoader {
// 中间件jar包
List<URL> middleWareClassPathArchives;
...
}
只有当它加载不到之后,才丢给应用类加载器去加载。
代码如下:
@SpringBootApplication
@RestController
@Slf4j
public class OrderServiceApplication {
/**
* 中间件使用的classloader
*/
static ClassLoader delegatingClassloader;
public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
// 1
ClassLoader loader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
Method method = loader.getClass().getMethod("getMiddleWareClassPathArchives");
List<URL> middleWareUrls = (List<URL>) method.invoke(loader);
// 2
delegatingClassloader = new CustomMiddleWareClassloader(middleWareUrls.toArray(new URL[0]), loader);
// 3
SpringApplication.run(OrderServiceApplication.class, args);
}
-
1,这里,我们要通过当前线程,拿到我们的类加载器,此时拿到的,肯定就是我们的自定义类加载器;然后通过反射方法,拿到中间件url集合,其实这里自己去拼这个url也可以,我们这里为了省事,所以就这么写;
-
2处,创建一个类加载器,主要就是给中间件代码使用,进行类加载器隔离。
注意,这里,我们把当前应用的类加载器,传给了这个中间件类加载器。
@Data
@Slf4j
public class CustomMiddleWareClassloader extends URLClassLoader {
ClassLoader classLoader;
public CustomMiddleWareClassloader(URL[] urls, ClassLoader parent) {
super(urls);
classLoader = parent;
}
@Override
public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
/**
* 先自己来加载中间件相关jar包,这里调用findClass,就会去中间件那几个jar包加载class
*/
try {
Class<?> clazz = findClass(name);
if (clazz != null) {
return clazz;
}
throw new ClassNotFoundException(name);
} catch (Exception e) {
/**
* 在中间件自己的jar包里找不到,就交给自己的parent,此处即应用类加载器
*/
return classLoader.loadClass(name);
}
}
}
代码结构
中间件整体模块概览
在继续之前,有必要说下代码结构。
中间件总共三个jar包:
common-v1,middle-ware,middle-ware-api。
其中,middle-ware的pom如下:
中间件api模块
该模块无任何依赖,就是个接口
public interface IGisUtilInterface {
String getFormattedDate(String date);
}
该模块是很有必要的,该api模块必须由应用的类加载器加载,没错,是应用类加载器。
类似于servlet-api吧。
大家可以暂时这么记着,至于原因,那就有点长了。
可以参考:
不吹不黑,关于 Java 类加载器的这一点,市面上没有任何一本图书讲到
中间件实现模块
实现模块的pom:
<groupId>com.example</groupId>
<artifactId>middle-ware</artifactId>
<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
<name>middle-ware</name>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>com.example</groupId>
<artifactId>middle-ware-api</artifactId>
<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>com.example</groupId>
<artifactId>common-v1</artifactId>
<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
</dependency>
</dependencies>
里面只有一个类,就是实现api模块的接口。
@Slf4j
public class GisUtilImpl implements IGisUtilInterface{
@Override
public String getFormattedDate(String date) {
String v1 = CommonDateUtil.format(date);
log.info("invoke common v1,get result:{}", v1);
return v1;
}
}
spring boot 的自定义loader模块
这部分和业务关系不大,主要就是自定义我们前面的那个fat jar启动类。
<groupId>com.example</groupId>
<artifactId>custom-jar-launch</artifactId>
<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
<name>custom-jar-launch</name>
<description>Demo project for Spring Boot</description>
<properties>
<java.version>1.8</java.version>
<spring-cloud.version>Greenwich.SR3</spring-cloud.version>
</properties>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.projectlombok</groupId>
<artifactId>lombok</artifactId>
<version>1.18.10</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-loader</artifactId>
</dependency>
</dependencies>
这里有个特别的依赖:
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-loader</artifactId>
</dependency>
该模块,主要包含:
com.example.demo.CustomJarLauncher
com.example.demo.CustomLaunchedURLClassLoader
应用程序
<groupId>com.example</groupId>
<artifactId>web-application</artifactId>
<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
<name>web-application</name>
<description>Demo project for Spring Boot</description>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>com.example</groupId>
<artifactId>common-v2</artifactId>
<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>com.example</groupId>
<artifactId>middle-ware-api</artifactId>
<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>com.example</groupId>
<artifactId>middle-ware</artifactId>
<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
</dependency>
模拟jar包冲突场景,此时,我们已经同时依赖了v1和v2了。
其测试代码如下:
public class OrderServiceApplication {
/**
* 中间件使用的classloader
*/
static ClassLoader delegatingClassloader;
@RequestMapping("/")
public void test() throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException {
// 1
Class<?> middleWareImplClass = delegatingClassloader.loadClass("com.example.demo.GisUtilImpl");
// 2
IGisUtilInterface iGisUtilInterface = (IGisUtilInterface) middleWareImplClass.newInstance();
// 3
String middleWareResult = iGisUtilInterface.getFormattedDate("version:");
log.info("middle ware result:{}",middleWareResult);
// 4
String result = CommonDateUtil.format("version:");
log.info("application result:{}",result);
}
-
1处,类似于servlet,也是把servlet实现类写死在web.xml的,我们这里也一样,把中间件的实现类写死了。
可能有更好的方式,暂时先这样。
-
2处,将实现类(中间件类加载器加载),转换为接口类(应用类加载器加载)。之所以要定义接口,这里很关键。
可以再仔细看看:
-
3处,调用中间件代码
-
4处,调用应用代码
效果展示
2020-05-22 06:37:13.481 INFO 6676 --- [nio-8082-exec-1] com.example.demo.GisUtilImpl : invoke common v1,get result:version:- v1
2020-05-22 06:37:13.481 INFO 6676 --- [nio-8082-exec-1] c.example.demo.OrderServiceApplication : middle ware result:version:- v1
2020-05-22 06:37:13.482 INFO 6676 --- [nio-8082-exec-1] com.example.date.util.CommonDateUtil : v2 result:version:- v2
2020-05-22 06:37:13.482 INFO 6676 --- [nio-8082-exec-1] c.example.demo.OrderServiceApplication : application result:version:- v2
可以发现,中间件那里,是v1;而调用应用的方法,则是v2。
说明我们成功了。
我这里用arthas分析了下这个类:
这个类,还在下面出现:
这个是中间件加载的。
所以,大家平安无事地继续生活在了一起。
源码
https://gitee.com/ckl111/all-simple-demo-in-work-1/tree/master/jar-conflict
该源码怎么使用?
先正常打包应用为fat jar,然后将custom-jar-launch中的class,拷进fat jar,然后修改META-INF/MANIFEST文件的启动类。
然后调用接口:
curl localhost:8082
总结
希望对大家有所启发,谢谢。
以上是关于曹工说面试:当应用依赖jar包的A版本,中间件jar包依赖B版本,两个版本不兼容,这还怎么玩?的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章
曹工说Spring Boot源码-- 怎么从properties文件读取bean
曹工说Spring Boot源码-- Spring怎么从xml文件里解析bean的
曹工说Spring Boot源码(24)-- Spring注解扫描的瑞士军刀,asm技术实战(上)
曹工说Spring Boot源码(19)-- Spring 带给我们的工具利器,创建代理不用愁(ProxyFactory)