背景

最近在做 javaagent 的时候,我们需要将很多依赖的包打成一个大大的 jar 包,这时候可以用maven-shade-plugin 进行操作,但是如果我们的代码不想默认被 AppClassloader 来加载(javaagent 的代码默认是由 AppClassloader 来进行加载的),又不想将这些包放在这个大 jar 包的外面,这个时候我们就需要吧这些代码以 jar 包的形式放在 resources 里面,最终 jar 包图可能是这样.

── org
    ├── Hello.class
── plugins
    ├── a.jar
    ├── b.jar
    ├── c.jar
    ...

org 文件夹里面存放的是我们编译后的.class 文件, plugins 存放的是一些需要额外加载的 jar 包,默认情况下,里面的代码是当前 classloader 加载不到的,需要自定义 classloader 来加载.

如何加载

但是如何来加载jar 包里面的文件呢?假如外面这层 jar 包的名字为demo.jar.
你可能会自定义一个 classloader, 加入有个 World.class位于 a.jar 中,自定义 classloader 当然需要覆写 findClass 方法,如何把这个文件加载到内存呢?

思路1

我们都知道对于读取 jar 包里面的路径都有特定的格式,比如读取 a.jar 的 jarEntry可以这样读取

         JarFile jarFile = new JarFile(new File(""));
            Enumeration<JarEntry> entries = jarFile.entries();
            while (entries.hasMoreElements()) {
                JarEntry jarEntry = entries.nextElement();
                String name = jarEntry.getName();
               if("plugins/a.jar".equals(name)){
                .....
                }
          }

这样我们可以拿到这个 jar 包对应的 jarEntry, 但是拿到之后好像并不能干啥,也没有方法把他当成一个 jar file 继续获取里面的类.所以这种方式暂时不可行

思路2

直接用 URL 获取路径,比如获取 a.jar

  URL url = new URL("jar:file:","",-1,"demo.jar!/plugins/a.jar");
  url.getInputstream();
....

这样貌似可以将一个 jar 获取为一个 inputstream, 但是 a.jar 里面的类怎么获取呢?获取你会想这样

 URL url = new URL("jar:file:","",-1,"demo.jar!/plugins/a.jar!/World.class");
url.openConnection();

但是好像是不行的.

思路3

既然读取 jar 包里面的内可以用!/这样的格式,那么读取一层 jar 包应该是没有问题的,如果我们可以在运行前将 jar 包中的 jar 文件解压出来,放在一个目录,那么就有办法读取其中的内容了,所以我们的思路是:

• 解压需要读取的嵌套 jar 包文件到一个一个临时的文件夹,并且每次解压要唯一
• 通过临时文件夹读取其中的类,加载到类加载器.
• JVM 退出的时候删除这个临时文件夹,避免无谓的存储消耗.

按照这样的思路,于是有了下面的方法:

获取临时目录

      if (TEMP_FOLDER == null) {
            synchronized (AgentClassLoader.class) {
                if (TEMP_FOLDER == null) {
                    TEMP_FOLDER = unpackToFolder(jarPath);
                }
            }
        }

//需要的 jar 包解压到文件夹
private File unpackToFolder(File jarPath) {
        try {
            File tempFolder = new File(System.getProperty("java.io.tmpdir"));
            File folder = new File(tempFolder, "test-loader-" + UUID.randomUUID());
            File pluginsFolder = new File(folder, "plugins");
            if (!pluginsFolder.mkdirs() || !activationsFolder.mkdirs()) {
                logger.error("cannot makedir temp dir");
                throw new RuntimeException("can not mkdir temp dir");
            }
            folder.deleteOnExit();
            pluginsFolder.deleteOnExit();
            logger.info(" temp folder is {}",folder.getCanonicalPath());
            JarFile jarFile = new JarFile(jarPath);
            Enumeration<JarEntry> entries = jarFile.entries();
            while (entries.hasMoreElements()) {
                JarEntry jarEntry = entries.nextElement();
                String name = jarEntry.getName();
                String[] split = name.split("/");
                if (name.startsWith("plugins/") && split.length > 1) {
                    File file = new File(pluginsFolder, split[1]);
                    unpack(jarFile, jarEntry, file);
                    file.deleteOnExit();
                } 
            }
            return folder;
        } catch (Exception e) {
            logger.error(" unpack to folder error", e);
            throw new RuntimeException(e);
        }
  }

// 解压 jar 包;
 private static void unpack(JarFile jarFile, JarEntry entry, File file) throws IOException {
        try (InputStream inputStream = jarFile.getInputStream(entry)) {
            try (OutputStream outputStream = new FileOutputStream(file)) {
                byte[] buffer = new byte[BUFFER_SIZE];
                int bytesRead;
                while ((bytesRead = inputStream.read(buffer)) != -1) {
                    outputStream.write(buffer, 0, bytesRead);
                }
                outputStream.flush();
            }
        }
    }

其实我们最终获取到TEMP_FOLDER其他操作都像读文件一样了,关键在于如何解压,这里面的几个小细节:

• file.deleteOnExit(); 的使用,相当于给文件删除注册了一个钩子,当 JVM 退出的时候,自动回删除这个文件,最终被删除的文件是保存在一个队列里面的,所以这里的删除代码顺序注册也是有讲究的.
• 每次创建的文件夹都不一样,避免污染环境,读取的文件过多或者过少.

直接读取

虽然不能随意读取嵌套jar 包中的内容,但是JarFileEntry 中可以读取manifest 文件,我们可以一些需要读取的放在这个文件里面,然后在外面直接读取.

public synchronized Manifest getManifest() throws IOException {}

引用

ps: 除了临时目录的方法,可能还有更好的方法.