动手实现MVC: 1. Java 扫描并加载包路径下class文件

背景

用过spring框架之后,有个指定扫描包路径,然后自动实例化一些bean,这个过程还是比较有意思的,抽象一下,即下面三个点

  1. 如何扫描包路径下所有的class文件
  2. 如何扫描jar包中对应包路径下所有的class文件
  3. 如何加载class文件

实现

目标

我们的目标是给定一个包路径,然后加载这个包路径下的所有class

考虑两种场景

  1. 包路径为依赖第三方jar包中的
  2. 包路径为自己的业务代码中的 --》 常见的一种是业务代码会编译成class文件,即扫描文件

实现

针对上面两种场景,分开说明

1. 扫描文件

实现流程比较清晰:

  • 根据包名,获取绝对地址,直接进入包对应的目录
  • 扫描目录下所有文件
    • 加载所有的class文件;
    • 如果是目录,迭代遍历目录下的class文件
  • 加载class文件

获取包对应的绝对地址,这里先不说,下面直接给出进入目录,加载所有class文件的代码

/**
 * 扫描包路径下的所有class文件
 *
 * @param pkgName 包名
 * @param pkgPath 包对应的绝对地址
 * @param classes 保存包路径下class的集合
 */
private static void findClassesByFile(String pkgName, String pkgPath, Set<Class<?>> classes) {
    File dir = new File(pkgPath);
    if (!dir.exists() || !dir.isDirectory()) {
        return;
    }


    // 过滤获取目录,or class文件
    File[] dirfiles = dir.listFiles(pathname -> pathname.isDirectory() || pathname.getName().endsWith("class"));


    if (dirfiles == null || dirfiles.length == 0) {
        return;
    }


    String className;
    Class clz;
    for (File f : dirfiles) {
        if (f.isDirectory()) {
            findClassesByFile(pkgName + "." + f.getName(),
                    pkgPath + "/" + f.getName(),
                    classes);
            continue;
        }


        // 获取类名,干掉 ".class" 后缀
        className = f.getName();
        className = className.substring(0, className.length() - 6);

        // 加载类
        clz = loadClass(pkgName + "." + className);
        if (clz != null) {
            classes.add(clz);
        }
    }
}

2. 扫描jar

流程和上面一样,实现上稍稍有些区别,由之前的扫描文件变成遍历JarFile

/**
 * 扫描包路径下的所有class文件
 *
 * @param pkgName 包名
 * @param jar     jar文件
 * @param classes 保存包路径下class的集合
 */
private static void findClassesByJar(String pkgName, JarFile jar, Set<Class<?>> classes) {
    String pkgDir = pkgName.replace(".", "/");


    Enumeration<JarEntry> entry = jar.entries();

    JarEntry jarEntry;
    String name, className;
    Class<?> claze;
    while (entry.hasMoreElements()) {
        jarEntry = entry.nextElement();

        name = jarEntry.getName();
        if (name.charAt(0) == '/') {
            name = name.substring(1);
        }


        if (jarEntry.isDirectory() || !name.startsWith(pkgDir) || !name.endsWith(".class")) {
            // 非指定包路径, 非class文件
            continue;
        }


        // 去掉后面的".class", 将路径转为package格式
        className = name.substring(0, name.length() - 6);
        claze = loadClass(className.replace("/", "."));
        if (claze != null) {
            classes.add(claze);
        }
    }
}

3. 扫描包

上面是具体的扫class文件的过程,那么如何根据包获取对应的jarFile or 包对应的绝对地址呢?

主要利用的是 XXX.class.getClassLoader().getResources(package), 具体如下

/**
 * 扫描包路径下所有的class文件
 *
 * @param pkg
 * @return
 */
public static Set<Class<?>> getClzFromPkg(String pkg) {
    Set<Class<?>> classes = new LinkedHashSet<>();

    String pkgDirName = pkg.replace('.', '/');
    try {
        Enumeration<URL> urls = PkgUtil.class.getClassLoader().getResources(pkgDirName);
        while (urls.hasMoreElements()) {
            URL url = urls.nextElement();
            String protocol = url.getProtocol();
            if ("file".equals(protocol)) {// 如果是以文件的形式保存在服务器上
                String filePath = URLDecoder.decode(url.getFile(), "UTF-8");// 获取包的物理路径
                findClassesByFile(pkg, filePath, classes);
            } else if ("jar".equals(protocol)) {// 如果是jar包文件
                JarFile jar = ((JarURLConnection) url.openConnection()).getJarFile();
                findClassesByJar(pkg, jar, classes);
            }
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }

    return classes;
}

4. 类加载

这个还是比较简单的,一搜一大把,直接贴出

private static Class<?> loadClass(String fullClzName) {
    try {
        return Thread.currentThread().getContextClassLoader().loadClass(fullClzName);
    } catch (ClassNotFoundException e) {
        log.error("load class error! clz: {}, e:{}", fullClzName, e);
    }
    return null;
}

测试

要愉快的测试这一功能,你可以选择一个jar包,如 org.slf4j, 然后自己创建几个测试类,包名也是已 org.slf4j开头,然后调用上面的方法

Class<?> set = PkgUtil.getClzFromPkg("org.slf4j");

因为这个工具类我是放在 quick-mvc 工程的,所以就直接使用了我定义的包 com.hust.hui,因为没啥通用性,就给出本机测试的演示图好了

其他

源码: PkgUtil.java

个人博客:一灰的个人博客

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