是否可以让 System ClassLoader 在运行时加载指定的 .class 文件？答案

【问题标题】：Is it possible to have the System ClassLoader load .class files specified at run time?是否可以让 System ClassLoader 在运行时加载指定的 .class 文件？
【发布时间】：2010-12-24 20:09:39
【问题描述】：

我正在为作业编写一个静态分析工具，它使用 ASM 库分析 Java 字节码。我们使用的 ASM 的其中一个部分要求（或至少似乎要求）从 ClassLoader 加载类。

我们希望该工具能够分析 .class 文件，而不需要它们位于类路径中。我们已经在运行时从指定目录加载 .classes 并使用 InputStream 读取它们。在大多数情况下，这对于 ASM 来说是可以接受的。有一些类，例如SimpleVerifier，会尝试加载这些类。

在这种情况下，是否可以注册要加载的 .class 文件，以便调用 Class.forName() 来加载它们？或者有没有一种简单的方法来扩展 ClassLoader 以允许这样做？

编辑：URLClassLoader 上的信息很有用。不幸的是，在这种情况下，对一个实例使用Thread.currentThread().setContextClassLoader() 不起作用。我调用的库代码使用了一个加载器，它使用getClass().getClassLoader() 在实例初始化时检索到。

当我设置 URLClassLoader 时，该类尚未初始化，所以我猜想 contextClassLoader 没有加载该类。

我是否正确理解了这些回答？是否可以使用 URLClassLoader 加载第 3 方类？

【问题讨论】：

我认为 ASM 不需要。
为什么你不能创建一个新的类加载器并指向 ASM？
@Tom Hawtin：在大多数情况下，可以使用ClassReader 读取类，该ClassReader 接受输入流。但是，SimpleVerifier 确实尝试加载该类，我们正在使用它来分析某些点的堆栈。如果有替代使用 SimpleVerifier 和 Analyzer 在字段分配点检查堆栈的替代方法，则相关信息将是有效答案。
@bmargulies，如果可能的话，而且很容易做到，这就是我想要的那种信息。告诉我该怎么做也是一个有效的答案。
@Grundlefleck 您找到适合您的案例的有效解决方案了吗？

标签： java classpath classloader bytecode java-bytecode-asm

【解决方案1】：

差不多了。

如果您在某处编译了类，则可以使用URLClassLoader 加载它们。然后可以将此 ClassLoader 设置为当前线程的 ClassLoader：Thread.setContextClassLoader(ClassLoader)

用户可以获取当前线程上下文类加载器并使用它来访问类定义。

【讨论】：

@Kevin 很好的提示，谢谢。但我没能使它适用于我的情况。特别是：我的项目中有一个MyClass，这取决于${java.home}/lib/deploy.jar 中的类。当我尝试通过URLClassLoader 加载这个jar，然后尝试在MyClass 中调用一个方法时，我得到java.lang.ClassNotFoundException: com.sun.deploy.services.ServiceManager。从这里 (bugs.sun.com/bugdatabase/view_bug.do?bug_id=6667564) 我看到我必须将 deploy.jar 添加到 bootclasspath（添加到类路径没有帮助），但我不想这样做并动态解决依赖关系。有什么办法吗？
你能把你的自定义类加载器的父类设置为引导类加载器吗？
我想，我可以。但我想避免特定于 VM 的参数，例如 -Xboothclasspath/a:，它将我的实现绑定到 Sun VM。不管怎样，给我一个提示如何制作这个。如果有纯粹的 Java 代码解决方案，现在让我来。如果您能解释一下，deploy.jar 中的具体内容是什么，我无法使用URLClassLoader 加载它，非常欢迎您。

【解决方案2】：

首先，ASM 可以不使用 ClassLoader 来获取有关类的信息。

ASM 框架中有几个地方默认加载类，但所有这些地方都可以在您自己的子类中覆盖。从我的脑海中浮出水面：

ClassWriter.getCommonSuperClass() 方法仅在使用 ClassWriter.COMPUTE_FRAMES 标志时调用，并且可以被覆盖以不使用 ClassLoader 来获取有关类的信息。您可以在 ClassWriterComputeFramesTest 中找到一个引入 ClassInfo 抽象的示例
SimpleVerifier.isAssignableFrom() 使用类似的 SimpleVerifier.getClass() 方法，您可以覆盖后者并使用 ClassInfo 抽象来查找公共超类型。如果我没记错的话，AspectWerkz 项目在其类型模式匹配代码中实现了类似的东西。另请注意，还有SimpleVerifier.setClassLoader() 方法，如果您仍想加载自己的类，可以使用该方法。

附带说明，在 Sun 的 JVM 上，加载的类会到达 PermGen 区域并且无法卸载，因此如果可以避免这种情况，仅出于静态代码分析的目的加载类不是一个好主意，尤其是如果工具将被集成到一个长期存在的进程中，例如 IDE。

【讨论】：

只有 SimpleVerifier 的受保护的getClass() 方法对我造成了问题，因为它使用了getClass().getClassLoader()，但是当我问这个问题时，我确实错过了继承 SimpleVerifier 的明显答案。子类化以使用不同的 ClassLoader 是我使用的解决方案。这是我第一次使用 ASM，我对此非常满意。
如果您正在使用静态分析工具，您可能不想加载类。我更新了我的答案以澄清 SimpleVerifier.getClass() 方法仅由 SimpleVerifier.isAssignableFrom() 使用，您可以在不加载类的情况下重新实现它并使其性能更高，特别是对于静态分析的需求。
@EugeneKuleshov - 作为 ASM 的开发人员之一，我想知道您是否可以帮助我解决以下问题：我有一个 java 代理，它使用 ASM 修改类并在客户端应用程序上使用。我已经看到第三方类加载器（PowerMock）无法使用 ClassDefNotFound 运行的场景，因为它找不到我的类之一。有没有办法让我使用 ASM 向它介绍我的课程（PowerMock），这样它就不会失败？我会感谢你的帮助。谢谢，
@nadavy 你为什么不问一个新问题让人们回答呢？无论是在 stackoverflow 上还是在 PowerMock 自己的论坛上，或者不在。
@nadavy 没有打扰我。您需要给 stackoverflow 成员一个机会来回答您的问题并赢得声誉。这在 cmets 中是做不到的。因此，请在本网站上提出新问题或直接询问 powermock（或您正在使用的任何其他工具）的开发人员。

【解决方案3】：

据我所知，您不能在运行时扩展 System 类加载器，但您可以使用 URLClassLoader 从任意位置（jar 或目录）动态加载类。

【讨论】：

这不是一个好主意，但实际上可以将类添加到系统类加载器中。

【解决方案4】：

您可以尝试在您的应用程序启动时设置一个“启动器”，它创建一个URLClassLoader，将类路径上的位置和您自己的.class 位置传递给它，然后从该类加载器启动应用程序。

当SimpleVerifier 被URLClassLoader 加载时，它还可以从额外的位置加载类。

【讨论】：

【解决方案5】：

是的，你可以使用URLClassLoader

我有一个测试，我在运行时加载类。这个类不在类路径中（甚至在运行测试时也不存在），后来它被加载并且工作得很好。

这是代码。

void testHello() throws MalformedURLException, ClassNotFoundException {
    URL[] url = {
            new URL("file:/home/oreyes/testwork/")
    };

    try {
        new URLClassLoader(url).loadClass("Hello");
        throw new AssertionError("Should've thrown ClassNotFoundException");
    } catch ( ClassNotFoundException cnfe ){}


    c.process();// create the .class file 

    new URLClassLoader(url).loadClass("Hello");

    // it works!!
}

取自question。

【讨论】：

【解决方案6】：

我创建了自己的 ClassLoader，它非常简单。

 /**
 * Used to hold the bytecode for the class to be loaded.
 */
private final static ThreadLocal<byte[]> BYTE_CODE = new ThreadLocal<byte[]>();

@Override
protected Class<?> findClass(final String name) throws ClassNotFoundException {
    final byte[] bytes = BYTE_CODE.get();
    if (null == bytes) {
        throw new ClassNotFoundException(name);
    }
    return this.defineClass(null, bytes, 0, bytes.length);
}

【讨论】：