Java SE-8 使用 JNI DefineClass 注入类导致 NoClassDefFound

Question

我正在开发一个应用程序，我在自定义启动器中通过以下方式将一些类直接注入 JVM：

第 1 步：使用 LoadLibrary 加载 jvm dll（C++ 代码）

第 2 步：实际注入类：（注意这使用了引导类加载器）

jclass ljcl_LoadedClass = env->DefineClass(className, NULL, classBytes, classSize);

第 3 步：启动应用程序 jniEnvironment_->CallStaticVoidMethod 实际调用main方法并启动应用程序。

稍后在 Java 代码中，我尝试使用注入的类

mySingleton = MySingletonClass.getInstance();

此行导致 NoClassDefFound 异常，我很难解决。 请注意，相同的代码正在与 Java SE-7 一起使用，因此这可能是由于对垃圾收集方式的一些更改或由于对类加载器的可见性的更改 - 我只是坚持如何调试它并找到原因。

另一个有趣的事情是，在 C++ 代码中（在启动应用程序之前，但加载了 JVM dll 后，以下代码实际上找到了类，我什至可以调用 getInstance 方法：

jclass olDecryptorClass = jniEnvironment_->FindClass("com/foo/bar/MySingletonClass");

Answer 1

我认识 Andrea，并且已经发现了原因和解决方案，但不知道为什么 Java 8 会发生这种变化。

原来的问题中缺少一条关键信息，即使用了 Java 代理，并且代理使用了导致 NoClassDefFoundError 的类。

我创建了一个非常简单的 C++ 控制台应用程序来启动 JVM，一个简单的代理在调用 premain() 方法时输出到控制台“代理已启动”，然后通过我们的覆盖 @987654323 输出“正在加载类：className” @方法。

使用 Java 7 时，我们在调试时得到以下信息：

C++步骤

options[1].optionString = "-javaagent:simple-agent.jar";
errorCode = createJavaVM(&javaVM, (void**)&jniEnv, &initArgs);

控制台

Agent Started

C++步骤

jclass ljcl_LoadedClass = jniEnv->DefineClass(CLASS_NAME, NULL, ljby_ClassBytes, lji_Size);

控制台

Loading class: com/foo/bar/JVMDefinedClass

C++步骤

jniEnv->CallStaticVoidMethod(helloWorldClass, mainMethod, mainArgs);

控制台

Loading class: com/for/bar/HelloWorld
Hello World!

在 Java 8 中，这变为：

C++步骤

options[1].optionString = "-javaagent:simple-agent.jar";
errorCode = createJavaVM(&javaVM, (void**)&jniEnv, &initArgs);

控制台

Agent Started
Loading class: java/lang/invoke/MethodHandleImpl
java.lang.NoClassDefFoundError: com/foo/bar/JVMDefinedClass
... 4 more
Caused by: java.lang.ClassNotFoundException:
... 8 more
Loading class: java/lang/invoke/MethodHandleImpl$1
java.lang.NoClassDefFoundError: com/foo/bar/JVMDefinedClass
... 5 more
Loading class: java/lang/invoke/MethodHandleImpl$2
java.lang.NoClassDefFoundError: com/foo/bar/JVMDefinedClass
... 5 more
Loading class: java/util/function/Function
java.lang.NoClassDefFoundError: com/foo/bar/JVMDefinedClass
... 5 more
Loading class: java/lang/invoke/MethodHandleImpl$3
java.lang.NoClassDefFoundError: com/foo/bar/JVMDefinedClass
... 5 more
Loading class: java/lang/invoke/MethodHandleImpl$4
java.lang.NoClassDefFoundError: com/foo/bar/JVMDefinedClass
... 5 more
Loading class: java/lang/ClassValue
java.lang.NoClassDefFoundError: com/foo/bar/JVMDefinedClass
... 5 more
Loading class: java/lang/ClassValue$Entry
java.lang.NoClassDefFoundError: com/foo/bar/JVMDefinedClass
... 6 more
Loading class: java/lang/ClassValue$Identity
java.lang.NoClassDefFoundError: com/foo/bar/JVMDefinedClass
... 7 more
Loading class: java/lang/ClassValue$Version
java.lang.NoClassDefFoundError: com/foo/bar/JVMDefinedClass
... 7 more
Loading class: java/lang/invoke/MemberName$Factory
java.lang.NoClassDefFoundError: com/foo/bar/JVMDefinedClass
... 5 more
Loading class: java/lang/invoke/MethodHandleStatics
java.lang.NoClassDefFoundError: com/foo/bar/JVMDefinedClass
... 4 more
Loading class: java/lang/invoke/MethodHandleStatics$1
java.lang.NoClassDefFoundError: com/foo/bar/JVMDefinedClass
... 5 more
Loading class: sun/misc/PostVMInitHook
java.lang.NoClassDefFoundError: com/foo/bar/JVMDefinedClass
... 3 more

C++步骤

jclass ljcl_LoadedClass = jniEnv->DefineClass(CLASS_NAME, NULL, ljby_ClassBytes, lji_Size);

控制台

Loading class: com/foo/bar/JVMDefinedClass

C++步骤

jniEnv->CallStaticVoidMethod(helloWorldClass, mainMethod, mainArgs);

控制台

Loading class: com/objectiflune/simple/TestClass
java.lang.NoClassDefFoundError: com/foo/bar/JVMDefinedClass
at com.foo.bar.ClassTransformer.transform(ClassTransformer.java:41)
at sun.instrument.TransformerManager.transform(TransformerManager.java:188)
... 13 more
Hello World!

很容易看出为什么最初的 14 个java/lang 类找不到我们的 JVMDefinedClass，它还没有被定义。但即使在我们定义了它之后，似乎还是有一些连锁反应导致应用程序的其余部分找不到该类。

因此，解决方案是确保我们的ClassFileTransformer.transform() 方法忽略这些（以及任何）Java 系统类：

@Override
public byte[] transform(ClassLoader loader, String className, Class<?> classBeingRedefined,
    ProtectionDomain protectionDomain, byte[] classfileBuffer) throws IllegalClassFormatException {

    if (className.equals("com/foo/bar/JVMDefinedClass")
     || className.startsWith("com/sun")
     || className.startsWith("java/")
     || className.startsWith("javax/")
     || className.startsWith("org/ietf")
     || className.startsWith("org/jcp")
     || className.startsWith("org/omg")
     || className.startsWith("org/w3c")
     || className.startsWith("org/xml")
     || className.startsWith("sun/")
     || className.startsWith("com/oracle/")
     || className.startsWith("jdk/")
     || className.startsWith("oracle/")
     || className.startsWith("javafx/")
    ) return null;
//... rest of method ...//

现在我们不处理这 14 个类，不会抛出 NoClassDefFoundError 并且应用程序按预期运行。

我唯一不明白的是，为什么 Java 8 中的 JVM 现在通过代理发送这 14 个类，而以前没有，以及这是否应该发生。