Java 9，与 ClassLoader.getSystemClassLoader 的兼容性问题答案

【问题标题】：Java 9, compatability issue with ClassLoader.getSystemClassLoaderJava 9，与 ClassLoader.getSystemClassLoader 的兼容性问题
【发布时间】：2018-03-23 12:07:48
【问题描述】：

以下代码将 jar 文件添加到构建路径，它适用于 Java 8。但是，它会抛出 Java 9 异常，该异常与 URLClassLoader 的转换有关。有什么想法可以解决这个问题吗？最佳解决方案将对其进行编辑以与 Java 8 和 9 一起使用。

private static int AddtoBuildPath(File f) {
    try {
        URI u = f.toURI();
        URLClassLoader urlClassLoader = (URLClassLoader) ClassLoader.getSystemClassLoader();
        Class<URLClassLoader> urlClass = URLClassLoader.class;
        Method method = urlClass.getDeclaredMethod("addURL", URL.class);
        method.setAccessible(true);
        method.invoke(urlClassLoader, u.toURL());
    } catch (NoSuchMethodException | SecurityException | IllegalArgumentException | InvocationTargetException | MalformedURLException | IllegalAccessException ex) {
        return 1;
    }

    return 0;
}

【问题讨论】：

查看此链接：community.oracle.com/thread/4011800
来自 JDK 9 发行说明：“应用程序类加载器不再是 java.net.URLClassLoader 的实例（以前版本中从未指定的实现细节）。假定 ClassLoader 的代码。 getSytemClassLoader() 返回一个需要更新的 URLClassLoader 对象。请注意，Java SE 和 JDK 不为应用程序或库提供 API 以在运行时动态增加类路径。”。所以我认为你应该解释你真正需要做什么，以便提出替代方案。
你有一个接口和许多潜在的实现——这听起来像是服务和 ServiceLoader 的一个很好的候选者，不需要动态调整类路径来做到这一点。
@AlanBateman 但是如果我想让用户在运行时选择实现，那么我仍然必须使用 URLClassLoader 将其动态添加到类路径中，对吧？
另外，我注意到使用 ServiceLoader 需要提供者添加具有特定配置的 Meta-INF，这在我的场景中是不可能的，因为我无法控制实现提供者。

标签： java classloader java-9 urlclassloader

【解决方案1】：

您遇到了the system class loader is no longer a URLClassLoader 的事实。正如ClassLoader::getSystemClassLoader 的返回类型所表明的那样，这是一个实现细节，尽管依赖于不可忽略的代码量。

从 cmets 来看，您正在寻找一种在运行时动态加载类的方法。如Alan Bateman points out，这在Java 9 中无法通过附加到类路径来完成。

您应该考虑为此创建一个新的类加载器。这还有一个额外的好处，即您将能够摆脱新类，因为它们没有加载到应用程序类加载器中。如果您正在针对 Java 9 进行编译，您应该阅读 layers - 它们为您提供了一个干净的抽象来加载一个全新的模块图。

【讨论】：

【解决方案2】：

不久前我偶然发现了这个问题。一样多，我使用了类似于问题中的方法

private static int AddtoBuildPath(File f)

在运行时动态添加路径到类路径。问题中的代码可能在多个方面都是不好的风格：1）假设ClassLoader.getSystemClassLoader()返回URLClassLoader是一个未记录的实现细节，2）使用反射使addURL公开可能是另一个。

更简洁的动态添加类路径

如果您需要使用额外的类路径 URL 通过“Class.forName”加载类，一个干净、优雅且兼容（Java 8 到 10）的解决方案如下：

1) 通过扩展 URL 类加载器编写自己的类加载器，具有公共 addURL 方法

public class MyClassloader extends URLClassLoader {

    public MyClassloader(URL[] urls, ClassLoader parent) {
        super(urls, parent);
    }

    public void addURL(URL url) {
        super.addURL(url);
    }
}

2) 声明类加载器的（单例/应用范围）对象

private final MyClassloader classLoader;

并通过

实例化它

classLoader = new MyClassloader(new URL[0], this.getClass().getClassLoader());

注意：系统类加载器是父类。通过classLoader 加载的类知道可以通过this.getClass().getClassLoader() 加载的类，但反之则不然。

3) 在需要时（动态）添加额外的类路径：

File file = new File(path);
if(file.exists()) {
    URL url = file.toURI().toURL();
    classLoader.addURL(url);
}

4) 通过您的单例类加载器实例化对象或您的应用程序

cls = Class.forName(name, true, classLoader);

注意：由于类加载器在加载类（以及父类到其父类）之前尝试委托给父类加载器，因此您必须确保要加载的类对父类加载器不可见，以确保它是通过给定的类加载器加载的。为了更清楚地说明这一点：如果您的系统类路径上有ClassPathB，然后将ClassPathB 和一些ClassPathA 添加到您的自定义classLoader，那么ClassPathB 下的类将通过系统类加载器和下的类加载ClassPathA 他们不知道。但是，如果您从系统类路径中删除ClassPathB，这些类将通过您自定义的classLoader 加载，然后ClassPathA 下的类将被ClassPathB 下的那些知道。

5) 您可以考虑通过

将您的类加载器传递给线程

setContextClassLoader(classLoader)

如果线程使用getContextClassLoader。

【讨论】：

stackoverflow.com/questions/68380968/… - 有什么选择吗？

【解决方案3】：

如果您只是想读取当前的类路径，例如因为您想启动另一个具有与当前类路径相同的类路径的 JVM，您可以执行以下操作：

object ClassloaderHelper {
  def getURLs(classloader: ClassLoader) = {
    // jdk9+ need to use reflection
    val clazz = classloader.getClass

    val field = clazz.getDeclaredField("ucp")
    field.setAccessible(true)
    val value = field.get(classloader)

    value.asInstanceOf[URLClassPath].getURLs
  }
}

val classpath =
  (
    // jdk8
    // ClassLoader.getSystemClassLoader.asInstanceOf[URLClassLoader].getURLs ++
    // getClass.getClassLoader.asInstanceOf[URLClassLoader].getURLs

    // jdk9+
    ClassloaderHelper.getURLs(ClassLoader.getSystemClassLoader) ++
    ClassloaderHelper.getURLs(getClass.getClassLoader)
  )

默认情况下，$AppClassLoader 类中的 final 字段无法通过反射访问，需要向 JVM 传递一个额外的标志：

--add-opens java.base/jdk.internal.loader=ALL-UNNAMED

【讨论】：

这是 Scala 吗？我知道它适合回复，但考虑到这是一个 Java 问题，也许将其转换为 Java 语法？

【解决方案4】：

我得到了一个在 Java 8 中运行的 Spring Boot 应用程序。我的任务是将其升级到 Java 11 版本。

面临的问题：

原因：java.lang.ClassCastException：jdk.internal.loader.ClassLoaders$AppClassLoader (in module: java.base) 无法转换为 java.net.URLClassLoader (in module: java.base)

使用方式：

创建一个类：

import java.net.URL;

/**
 * This class has been created to make the code compatible after migration to Java 11
 * From the JDK 9 release notes: "The application class loader is no longer an instance of
 * java.net.URLClassLoader (an implementation detail that was never specified in previous releases).
 * Code that assumes that ClassLoader.getSytemClassLoader() returns a URLClassLoader object will
 * need to be updated. Note that Java SE and the JDK do not provide an API for applications or
 * libraries to dynamically augment the class path at run-time."
 */

public class ClassLoaderConfig {

    private final MockClassLoader classLoader;

    ClassLoaderConfig() {
        this.classLoader = new MockClassLoader(new URL[0], this.getClass().getClassLoader());
    }

    public MockClassLoader getClassLoader() {
        return this.classLoader;
    }
}

创建另一个类：

import java.net.URL;
import java.net.URLClassLoader;

public class MockClassLoader extends URLClassLoader {

    public MockClassLoader(URL[] urls, ClassLoader parent) {
        super(urls, parent);
    }

    public void addURL(URL url) {
        super.addURL(url);
    }
}

现在在你的主类的当前线程中设置它（就在你的应用程序的开头）

Thread.currentThread().setContextClassLoader(new ClassLoaderConfig().getClassLoader());

希望此解决方案对您有用！！！

【讨论】：

MockClassLoader 解决了类转换异常，但未找到加载的 jar 中的类。 mockClassLoader.loadClass 可以工作，但是当类路径中的实用程序 jar 调用此运行时加载的 jar 类时，依赖项在运行时似乎不可用。有什么想法吗？
stackoverflow.com/questions/68380968/…

【解决方案5】：

Shadov 指向oracle community 处的线程。有正确答案：

Class.forName("nameofclass", true, new URLClassLoader(urlarrayofextrajarsordirs));

其中提到的注意事项也很重要：

注意事项：

java.util.ServiceLoader 使用线程的 ClassLoader 上下文 Thread.currentThread().setContextClassLoader(specialloader);

java.sql.DriverManager 确实尊重调用类的 ClassLoader，而不是线程的 ClassLoader。使用 Class.forName("drivername", true, new URLClassLoader(urlarrayofextrajarsordirs).newInstance(); 直接创建驱动程序；

javax.activation 使用线程的 ClassLoader 上下文（对 javax.mail 很重要）。

【讨论】：

【解决方案6】：

参考 Edi 的解决方案，这对我有用：

public final class IndependentClassLoader extends URLClassLoader {

    private static final ClassLoader INSTANCE = new IndependentClassLoader();

    /**
     * @return instance
     */
    public static ClassLoader getInstance() {

        return INSTANCE;
    }

    private IndependentClassLoader() {

        super(getAppClassLoaderUrls(), null);
    }

    private static URL[] getAppClassLoaderUrls() {

        return getURLs(IndependentClassLoader.class.getClassLoader());
    }

    private static URL[] getURLs(ClassLoader classLoader) {

        Class<?> clazz = classLoader.getClass();

        try {
            Field field = null;
            field = clazz.getDeclaredField("ucp");
            field.setAccessible(true);

            Object urlClassPath = field.get(classLoader);

            Method method = urlClassPath.getClass().getDeclaredMethod("getURLs", new Class[] {});
            method.setAccessible(true);
            URL[] urls = (URL[]) method.invoke(urlClassPath, new Object[] {});

            return urls;

        } catch (Exception e) {
            throw new NestableRuntimeException(e);
        }

    }
}

在 Eclipse 中运行，您需要将 VM Arguments 设置为 JUnit Launch/Debug Configuration。通过命令行使用 maven 运行，您有两个选择：

选项 1
将以下行添加到 pom.xml ：

            <plugin>
                <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                <artifactId>maven-surefire-plugin</artifactId>
                <version>2.16</version>
                <configuration>
                    <argLine>--add-opens java.base/jdk.internal.loader=ALL-UNNAMED</argLine>
                </configuration>
            </plugin>

选项 2

运行mvn test -DargLine="-Dsystem.test.property=--add-opens java.base/jdk.internal.loader=ALL-UNNAMED"

【讨论】：

【解决方案7】：

我找到了这个，并为我工作。

String pathSeparator = Syste .getProperty("path.separator"); String[] classPathEntries = System.getProperty("java.class.path") .split(pathSeparator);

来自网站https://blog.codefx.org/java/java-11-migration-guide/#Casting-To-URL-Class-Loader

【讨论】：

【解决方案8】：

还有这篇文章对我有帮助。我找不到这篇文章，但是……在这里：https://github.com/CGJennings/jar-loader

这是指南的一部分，里面有一个罐子，你可以阅读他的指南并进行设置。

我自己试了一下，下载了包含类文件的jar文件

import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.lang.instrument.Instrumentation;
import java.lang.reflect.Method;
import java.net.URL;
import java.net.URLClassLoader;
import java.util.jar.JarFile;

public final class classname{

    public static void premain(String agentArgs, Instrumentation instrumentation) {
        loadedViaPreMain = true;
        agentmain(agentArgs,instrumentation);
    }

    public final static void addToClassPath(File jarfile)throws IOException{inst.appendToSystemClassLoaderSearch(new JarFile(jarfile));}
    public final static void agentmain(String agentArgs, Instrumentation instrumentation) {
      if (instrumentation == null){throw new NullPointerException("instrumentation");}
      if (inst == null) {inst = instrumentation;}
    }
    private static Instrumentation inst;
    private static boolean loadedViaPreMain = false;
}

我只是自己尝试将这些代码打包为一个包，然后使用 -javaagent:plugin......jar 选项启动应用程序类，然后调用此函数。它不会更改我的类路径。我可能丢失了这里有一些细节。

希望你可以让它工作。

【讨论】：