Java ClassLoader 在新线程（可运行）中使用时停止工作

Posted 2023-02-22

【中文标题】Java ClassLoader 在新线程（可运行）中使用时停止工作

【英文标题】：Java ClassLoader stops working when used in new Thread (Runnable)

【发布时间】：2014-06-17 00:59:30

【问题描述】：

我正在开发一个 Eclipse 插件。当插件运行时（例如在 eclipse 的调试实例中），它会从调试工作区中的所有 java-projects 加载某些类。反射用于此目的。为了更好地了解我在这里所做的是一些代码：

for (IPath outDir : _outputDirs)

    IPath fullTestPackageDir = outDir.append(testPackageDir);
    File dir = fullTestPackageDir.toFile();
    if (dir.exists() && dir.isDirectory())
    
        for (File classFile : dir.listFiles())
        
            String binaryClassName = packageName + "." + FileUtils.getNameWithoutExtension(classFile);
            Class<ITest> testClass = tryLoadClass(binaryClassName, ITest.class);
            if (testClass != null)
            
                testClasses.add(testClass);
            
        
    

以下是我在上面使用的tryLoadClass 的实现，按照 cmets 的要求（一点也不神奇）。 _urlClassLoader 是从 URLs 的数组（调试工作区中 java-projects 的输出文件夹）创建的，并以当前线程的上下文 ClassLoader 作为父级。

@SuppressWarnings("unchecked")
private <T> Class<T> tryLoadClass(String binaryClassName, Class<T> baseType)

    try
    
        Class<?> testClass = _urlClassLoader.loadClass(binaryClassName);

        if (!baseType.isAssignableFrom(testClass))
            return null;

        return (Class<T>)testClass;
    
    catch (ClassNotFoundException e)
    
        System.err.println("class not found");
        return null;
    

稍后，这些类被实例化并调用一个函数 (run)：

Class<ITest> testClass = testClasses.get(i);

try

    ITest test = testClass.getConstructor(IRuntime.class).newInstance(_runtime);
    test.run();

catch (InstantiationException | IllegalAccessException | IllegalArgumentException | InvocationTargetException | NoSuchMethodException | SecurityException e)

    e.printStackTrace();

在插件包中有几个实用程序类，例如MyUtil，由插件导出，可以被上面加载的类引用。准确地说，MyUtil 在run 函数中被引用。

上面的代码一切正常。但是如果我将test.run() 移动到另一个线程中，我会得到MyUtil 的ClassNotFoundException。又是代码（和上面差不多，只替换了第6行）。 ITest 继承自 Runnable：

Class<ITest> testClass = testClasses.get(i);

try

    ITest test = testClass.getConstructor(IRuntime.class).newInstance(_runtime);
    Thread thread = new Thread(test, "TestThread");
    thread.start();

catch (InstantiationException | IllegalAccessException | IllegalArgumentException | InvocationTargetException | NoSuchMethodException | SecurityException e)

    e.printStackTrace();

我已经尝试了很多东西，比如获取当前线程的ContextClassLoader 并将其传递给新线程，但不是运气。我发现我可以使用当前线程的ContextClassLoader 显式加载MyUtil，但只有在原始线程中使用它时才可以。如果我将该 ClassLoader 传递给新线程，它就会停止工作。

我认为我的问题是我对 ClassLoaders 的工作原理有一些错误的理解......

以下是有关异常的更多详细信息：

Caused by: java.lang.ClassNotFoundException: de.my.company.MyPlugin
    at java.net.URLClassLoader$1.run(URLClassLoader.java:366)
    at java.net.URLClassLoader$1.run(URLClassLoader.java:355)
    at java.security.AccessController.doPrivileged(Native Method)
    at java.net.URLClassLoader.findClass(URLClassLoader.java:354)
    at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:423)
    at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:356)
    ... 2 more

因为有一个关于如何加载“de.my.company.MyPlugin”的问题：它只是在包/插件中，这是调试工作区中的 java 项目所需要的，因此我认为它在“ base" 类路径（这里不知道正确的术语......）

/编辑： 我刚刚意识到我没有提到一些可能很重要的事情：test.run()（以及启动新线程）是在 Eclipse Job 的上下文中完成的。但我想我已经算过了：当我删除 Job-context 时问题仍然存在（直接从 Eclipse 命令的处理程序中发出代码）。但是，如果ITest实现被正常实例化（即在eclipse调试实例中；我在一个简单的main()函数中对其进行了测试），则问题不存在。

我认为问题是由于我的自定义_urlClassLoader 用于加载ITest。因为 Java 尝试使用一开始就加载容器类的类加载器（afaik）加载任何引用的类，所以我的 _urlClassLoader 将再次使用。但是，单独的 _urlClassLoader 无法加载请求的类（它的“类路径”上只有其他 java 项目的输出文件夹）。相反，必须使用其父级。如果我理解正确，这应该会自动发生，但正是这部分不再适用于新线程......

【问题讨论】：

你能告诉我们更多关于tryLoadClass的信息吗？ de.my.company.MyPlugin 类在哪里存在以及如何将其添加到 URLClassLoader 的类路径中（如异常跟踪中所示）？

你能在线程完成运行之前验证 URLClassloader 没有关闭吗？我问是因为 URLClassloader 应该在使用后关闭，test.run() 将阻塞直到所有工作完成，但thread.start() 运行异步。

关于您的问题的奇怪之处在于您在整个类加载完成的地方创建了Thread。难怪使用新的Thread 的上下文加载器并不能解决问题，您可以通过将类的 instance 传递给它的构造函数来创建Thread，所以应该怎么做你用那个Thread 来影响那个类的加载？你应该追查ClassNotFoundException真正出现的地方，它不可能是新线程。 如果是新线程，则与贴出的代码无关。

@vanOekel：原线程未关闭；我在thread.start() 之后插入了一个无限循环。 @Holger：我可以在“一切正常”和ClassNotFoundException 之间切换，只需将test.run() 替换为构造和启动新线程的两行代码即可。我也认为此时在类加载方面应该没有任何区别。

@Holger：我在问题的最后添加了一些信息；我认为问题与实际执行的代码（= 'ITest.run()' 的实现）的加载方式与 VM 的加载方式不同（使用 _urlClassLoader）有关。至少，如果我正常实例化一个ITest实现（即在eclipse调试实例中），类加载问题就不存在了。

【参考方案1】：

我对 OSGi 加载类的方式并不深入，但我知道标准机制足以说明以下几点：

当使用不同的Thread 时，JVM 解析类的方式（使用引用者的ClassLoader）不会改变 URLClassLoader 实现的对父加载器的委托是无条件发生的

因此，如果这些部分没有改变，那么改变其行为的是 OSGi 框架提供的父加载器。我发现this blog entry 描述了一种适合观察到的行为的机制：

上下文查找器

上下文查找器是一种由 Equinox 框架安装为默认上下文类加载器的类加载器。调用时，它会在 Java 执行堆栈中搜索除系统类加载器之外的类加载器。

因此，当您启动一个新的Thread 并提供您使用URLClassLoader 动态加载的Runnable 时，该Thread 的堆栈跟踪中没有可用作上下文的包。

一个简单的解决方法是从你的包中添加代码到新 Thread 的堆栈跟踪中，即更改

Thread thread = new Thread(test, "TestThread");

进入

Thread thread = new Thread(new Runnable() 
  public void run()  test.run(); 
, "TestThread");

^{当然test必须改成final}

这样，来自 Eclipse 插件的调用者（匿名内部类）位于新的 Thread 堆栈的顶部。由于您的URLClassLoader 的父级已经初始化为 OSGi 类加载器，因此不需要设置上下文类加载器（除非在加载的代码中使用线程上下文加载器进行一些动态加载）。

【讨论】：

完美！我刚试了一下，但是看了你的解释我已经很有信心了。您认为继续下去的最佳方法是什么？您建议的简单解决方法很好，但我更喜欢安装一个 ClassLoader，它可以在我的包中找到类，而不必查看堆栈跟踪。为此目的编写我自己的 ClassLoader 实现感觉就像重新发明***......

如前所述，我对 OSGi 的事情并不深入，但也许在你的插件类上调用 getClass().getClassLoader() 会给你一个绑定到你的插件而不是默认加载器的 ClassLoader那个搜索算法。如果是这样，使用 ClassLoader 作为 URLClassLoader 的父级可以解决问题。