创建 ClassLoader 以从字节数组加载 JAR 文件

Question

我正在寻找编写一个自定义类加载器，它将通过自定义网络加载JAR 文件。最后，我需要处理的只是 JAR 文件的字节数组。

我无法将字节数组转储到文件系统并使用URLClassLoader。
我的第一个计划是从流或字节数组创建JarFile 对象，但它只支持File 对象。

我已经写了一些使用JarInputStream的东西：

public class RemoteClassLoader extends ClassLoader {

    private final byte[] jarBytes;

    public RemoteClassLoader(byte[] jarBytes) {
        this.jarBytes = jarBytes;
    }

    @Override
    public Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException {
        Class<?> clazz = findLoadedClass(name);
        if (clazz == null) {
            try {
                InputStream in = getResourceAsStream(name.replace('.', '/') + ".class");
                ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
                StreamUtils.writeTo(in, out);
                byte[] bytes = out.toByteArray();
                clazz = defineClass(name, bytes, 0, bytes.length);
                if (resolve) {
                    resolveClass(clazz);
                }
            } catch (Exception e) {
                clazz = super.loadClass(name, resolve);
            }
        }
        return clazz;
    }

    @Override
    public URL getResource(String name) {
        return null;
    }

    @Override
    public InputStream getResourceAsStream(String name) {
        try (JarInputStream jis = new JarInputStream(new ByteArrayInputStream(jarBytes))) {
            JarEntry entry;
            while ((entry = jis.getNextJarEntry()) != null) {
                if (entry.getName().equals(name)) {
                    return jis;
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

这可能适用于小的JAR 文件，但我尝试加载一个几乎包含2000 类的2.7MB jar 文件，它花费了160 ms 来遍历所有条目，更不用说加载找到的类。

如果有人知道比每次加载类时迭代 JarInputStream 的条目更快的解决方案，请分享！

Answer 1

尽你所能

首先，您无需使用JarInputStream，因为它只是将清单的支持添加到ZipInputStream 类中，我们在这里并不真正关心。您不能将条目放入缓存中（除非您直接存储每个条目的内容，这在内存消耗方面会很糟糕），因为 ZipInputStream 并不意味着共享，因此无法同时读取。您可以做的最好的事情是将条目的名称存储到缓存中，以便仅在我们知道条目存在时迭代条目。

代码可能是这样的：

public class RemoteClassLoader extends ClassLoader {

    private final byte[] jarBytes;
    private final Set<String> names;

    public RemoteClassLoader(byte[] jarBytes) throws IOException {
        this.jarBytes = jarBytes;
        this.names = RemoteClassLoader.loadNames(jarBytes);
    }

    /**
     * This will put all the entries into a thread-safe Set
     */
    private static Set<String> loadNames(byte[] jarBytes) throws IOException {
        Set<String> set = new HashSet<>();
        try (ZipInputStream jis = 
             new ZipInputStream(new ByteArrayInputStream(jarBytes))) {
            ZipEntry entry;
            while ((entry = jis.getNextEntry()) != null) {
                set.add(entry.getName());
            }
        }
        return Collections.unmodifiableSet(set);
    }

    ...

    @Override
    public InputStream getResourceAsStream(String name) {
        // Check first if the entry name is known
        if (!names.contains(name)) {
            return null;
        }
        // I moved the JarInputStream declaration outside the
        // try-with-resources statement as it must not be closed otherwise
        // the returned InputStream won't be readable as already closed
        boolean found = false;
        ZipInputStream jis = null;
        try {
            jis = new ZipInputStream(new ByteArrayInputStream(jarBytes));
            ZipEntry entry;
            while ((entry = jis.getNextEntry()) != null) {
                if (entry.getName().equals(name)) {
                    found = true;
                    return jis;
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // Only close the stream if the entry could not be found
            if (jis != null && !found) {
                try {
                    jis.close();
                } catch (IOException e) {
                    // ignore me
                }
            }
        }
        return null;
    }
}

理想的解决方案

使用JarInputStream 访问 zip 条目显然不是这样做的方法，因为您需要遍历条目才能找到它，这 不是可扩展的方法，因为性能取决于关于 jar 文件中的条目总数。

为了获得最佳性能，您需要使用ZipFile 以便直接访问条目，这要归功于getEntry(name) 方法，无论您的存档大小如何。不幸的是，ZipFile 类没有提供任何构造函数来接受你的存档内容作为 byte 数组（无论如何这不是一个好习惯，因为如果文件太大，你可能会面临 OOME），但只能作为 @ 987654332@，因此您需要更改类的逻辑以便将 zip 的内容存储到临时文件中，然后将此临时文件提供给您的 ZipFile 以便能够直接访问该条目。

代码可能是这样的：

public class RemoteClassLoader extends ClassLoader {

    private final ZipFile zipFile;

    public RemoteClassLoader(byte[] jarBytes) throws IOException {
        this.zipFile = RemoteClassLoader.load(jarBytes);
    }

    private static ZipFile load(byte[] jarBytes) throws IOException {
        // Create my temporary file
        Path path = Files.createTempFile("RemoteClassLoader", "jar");
        // Delete the file on exit
        path.toFile().deleteOnExit();
        // Copy the content of my jar into the temporary file
        try (InputStream is = new ByteArrayInputStream(jarBytes)) {
            Files.copy(is, path, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);
        }
        return new ZipFile(path.toFile());
    }

    ...

    @Override
    public InputStream getResourceAsStream(String name) {
        // Get the entry by its name
        ZipEntry entry = zipFile.getEntry(name);
        if (entry != null) {
            // The entry could be found
            try {
                // Gives the content of the entry as InputStream
                return zipFile.getInputStream(entry);
            } catch (IOException e) {
                // Could not get the content of the entry
                // you could log the error if needed
                return null;
            }
        }
        // The entry could not be found
        return null;
    }
}

Answer 2

我将遍历该类一次并缓存条目。我还会查看 URLClassLoader 的源代码，看看它是如何工作的。如果失败，将数据写入临时文件并通过普通类加载器加载。