對于java開發(fā)程序員來說，jar包沖突是個讓人很頭痛的問題，而osgi可以解決這個問題，但是使用成本比較高，必須要按照osgi那一套結(jié)構(gòu)來才能使用，在現(xiàn)有項目代碼基礎(chǔ)上重構(gòu)的成本比較高，因此我通過學(xué)習(xí)osgi那一套實(shí)現(xiàn)，設(shè)計了一款使用不依賴osgi且使用門檻比較低的解決jar包沖突的組件，但沒有在生產(chǎn)環(huán)境驗(yàn)證過，只是用來學(xué)習(xí)而已，代碼見https://github.com/zjuphoenix/container-parent 。

其基本設(shè)計思想是把系統(tǒng)中依賴的組件全都單獨(dú)打成一個bundle，比如項目依賴了幾個單獨(dú)的模塊bundle1、bundle2等等，而bundle1和bundle2都依賴了netty，project本身也依賴了netty，但我們想要bundle1、bundle2和應(yīng)用他們分別使用自己獨(dú)立的netty版本的依賴，應(yīng)用業(yè)務(wù)也用自己獨(dú)立的netty版本。這時需要為bundle1和bundle2設(shè)計單獨(dú)的自定義classloader，用于加載該bundle自己的類和依賴的第三方庫。

首先看下測試項目打成的test.tar.gz壓縮包解壓后的目錄結(jié)構(gòu)：

test project dir.png

測試項目中除了包含lib(依賴的第三方庫)和bin(運(yùn)行腳本文件存放位置)這兩個目錄，還包含一個container目錄，里面包含bundle-first和bundle-second兩個依賴的模塊和一個lib(conatiner自己的類及依賴)，每個模塊的目錄結(jié)構(gòu)包含一個lib目錄(用于存放該模塊自身類的jar包和依賴的第三方j(luò)ar包)和一個config.json配置文件(用于定義該模塊要暴露給業(yè)務(wù)方使用的類和需要從業(yè)務(wù)方類庫中導(dǎo)入的類)

假設(shè)應(yīng)用依賴了兩個組件bundle1和bundle2，且希望這兩個組件的類與應(yīng)用自己的類隔離開來，其classloader隔離實(shí)現(xiàn)原理如下圖:

classloader隔離實(shí)現(xiàn)架構(gòu).png

下面以測試項目test為例闡述class隔離實(shí)現(xiàn)，首先test項目依賴了bundle-first和bundle-second這兩個組件，bundle-first依賴了netty的4.1.8版本，bundle-second依賴了netty的4.1.7版本，并且他們都依賴了spring的4.3.7版本，test自己也依賴了netty的4.1.6版本，假設(shè)希望這兩個組件分別使用自己的netty版本，但希望使用應(yīng)用依賴的spring版本，因此需要在配置文件中設(shè)置如下，以bundle-first為例：

{
  "exportJars":["bundle-first-api-1.0.jar", "bundle-first-1.0.jar"],
  "importPackages":["org.springframework", "com.study.bundle.first.api"]
}

以bundle-first為例，需要把自己的api包和實(shí)現(xiàn)包暴露出去，bundle-first-api-1.0.jar包中的類為BundleFirstApi接口，bundle-first-1.0.jar實(shí)現(xiàn)包中的類是BundleFirstImpl(BundleFirstApi接口實(shí)現(xiàn))，需要設(shè)置spring的依賴為import，表示spring的類不用bundle-first自己的classloader加載，交給應(yīng)用類加載器去加載，需要注意的是必須要將bundle-first-api-1.0.jar中的接口類所在的包名作為import設(shè)置，讓應(yīng)用類加載器來加載這個api接口類，否則該接口類會由bundle-first的classloader加載，而在應(yīng)用中獲取該接口類BundleFirstApi實(shí)例的時候該接口類又會被應(yīng)用類加載器加載一次，這樣接口類實(shí)現(xiàn)類BundleFirstImpl與應(yīng)用類加載器加載的BundleFirstApi類不屬于父子關(guān)系，因?yàn)锽undleFirstImpl的父類是由bundle-first的classloader加載的BundleFirstApi，不是應(yīng)用類加載器加載的BundleFirstApi，從而無法強(qiáng)轉(zhuǎn)而出現(xiàn)ClassCastException，如果把BundleFirstApi作為import配置在配置文件中，當(dāng)加載BundleFirstImpl類時會先加載BundleFirstApi，當(dāng)發(fā)現(xiàn)該類是import配置時，會交由應(yīng)用類加載器該類，這樣bundle-first的classloader加載的BundleFirstImpl類與應(yīng)用類加載器加載的BundleFirstApi類便構(gòu)成了父子關(guān)系。

從應(yīng)用的lib包中可以看到，應(yīng)用類依賴了bundle-first-api-1.0.jar和bundle-second-api-1.0.jar這兩個組件的api包，應(yīng)用通過ServiceLoader機(jī)制獲取組件的實(shí)例，且通過ContainerClassLoader類加載器加載。

對該jar包隔離組件的用法是：首先要對要依賴的組件的api進(jìn)行抽離，然后把實(shí)現(xiàn)類是api的包分為兩個不同的包，如bundle-first-api-1.0.jar和bundle-first-1.0.jar。bundle-first-api-1.0.jar是要讓應(yīng)用在maven pom里去顯示依賴的包，bundle-first-1.0.jar不需要顯示依賴。這樣實(shí)際上該組件依賴的第三方依賴如netty都會在bundle-first-1.0.jar依賴?yán)?，而沒有在bundle-first-api-1.0.jar的依賴?yán)?，?yīng)用只依賴了bundle-first-api-1.0.jar，所以bundle-first的第三方依賴包不會引入到應(yīng)用的依賴中，應(yīng)用只是用到了bundle-first-api-1.0.jar這個包而已。

下面根據(jù)上圖逐步分析：

• step1:應(yīng)用要加載BundleFirstApi類，因?yàn)閼?yīng)用的classpath中也有bundle-first-api-1.0.jar，因此也可以加載到BundleFirstApi類。
• step2:應(yīng)用通過ContainerClassLoader類加載器加載BundleFirstImpl組件實(shí)現(xiàn)類。
• step3:ContainerClassLoader會判斷BundleFirstImpl類是不是export class中的類，是的話便交給BundleExportClassManager處理。
• step4:BundleExportClassManager維護(hù)著所有export class的緩存，在容器啟動過程中就會把每個bundle的classloader創(chuàng)建好并根據(jù)配置文件把export class全都用相應(yīng)的BundleClassLoader加載出來放在緩存中（注意：當(dāng)加載暴露的類中的api接口實(shí)現(xiàn)類時，以BundleFirstImpl為例，要先加載其父類BundleFirstApi，因?yàn)锽undleFirstApi是import類，會交給應(yīng)用類加載器加載，也就是父類和子類不是同一個classloader加載的），因此可以根據(jù)類的全限定名從BundleExportClassManager獲取每個bundle暴露出來的類，ContainerClassLoader把要加載的bundle-first的實(shí)現(xiàn)類的全限定名交給BundleExportClassManager，BundleExportClassManager找到對應(yīng)的組件實(shí)現(xiàn)類并實(shí)例化。
• step5:得到組件實(shí)現(xiàn)類BundleFirstImpl實(shí)例后，便可以調(diào)用該組件的一些方法了。

測試結(jié)果如下：

App:
test spring classloader:sun.misc.Launcher$AppClassLoader@14dad5dc
spring version: 4.3.6.RELEASE
test app class: io.netty.util.Version classloader:sun.misc.Launcher$AppClassLoader@14dad5dc
app netty version:{netty-buffer=netty-buffer-4.1.6.Final.35fb0ba, netty-codec=netty-codec-4.1.6.Final.35fb0ba, netty-codec-dns=netty-codec-dns-4.1.6.Final.35fb0ba, netty-codec-haproxy=netty-codec-haproxy-4.1.6.Final.35fb0ba, netty-codec-http=netty-codec-http-4.1.6.Final.35fb0ba, netty-codec-http2=netty-codec-http2-4.1.6.Final.35fb0ba, netty-codec-memcache=netty-codec-memcache-4.1.6.Final.35fb0ba, netty-codec-mqtt=netty-codec-mqtt-4.1.6.Final.35fb0ba, netty-codec-redis=netty-codec-redis-4.1.6.Final.35fb0ba, netty-codec-socks=netty-codec-socks-4.1.6.Final.35fb0ba, netty-codec-stomp=netty-codec-stomp-4.1.6.Final.35fb0ba, netty-common=netty-common-4.1.6.Final.35fb0ba, netty-handler=netty-handler-4.1.6.Final.35fb0ba, netty-handler-proxy=netty-handler-proxy-4.1.6.Final.35fb0ba, netty-resolver=netty-resolver-4.1.6.Final.35fb0ba, netty-resolver-dns=netty-resolver-dns-4.1.6.Final.35fb0ba, netty-tcnative=netty-tcnative-1.1.33.Fork23.f89906a, netty-transport=netty-transport-4.1.6.Final.35fb0ba, netty-transport-native-epoll=netty-transport-native-epoll-4.1.6.Final.35fb0ba, netty-transport-rxtx=netty-transport-rxtx-4.1.6.Final.35fb0ba, netty-transport-sctp=netty-transport-sctp-4.1.6.Final.35fb0ba, netty-transport-udt=netty-transport-udt-4.1.6.Final.35fb0ba}
BundleFirst:
test import: spring classloader:sun.misc.Launcher$AppClassLoader@14dad5dc
spring version: 4.3.6.RELEASE
test import: BundleFirstApi classloader:sun.misc.Launcher$AppClassLoader@14dad5dc
test export: BundleFirstImpl classloader:bundle-first's BundleClassLoader
test bundle class: io.netty.util.Version classloader:bundle-first's BundleClassLoader
bundle-first netty version:{netty-buffer=netty-buffer-4.1.8.Final.76e22e6, netty-codec=netty-codec-4.1.8.Final.76e22e6, netty-codec-dns=netty-codec-dns-4.1.8.Final.76e22e6, netty-codec-haproxy=netty-codec-haproxy-4.1.8.Final.76e22e6, netty-codec-http=netty-codec-http-4.1.8.Final.76e22e6, netty-codec-http2=netty-codec-http2-4.1.8.Final.76e22e6, netty-codec-memcache=netty-codec-memcache-4.1.8.Final.76e22e6, netty-codec-mqtt=netty-codec-mqtt-4.1.8.Final.76e22e6, netty-codec-redis=netty-codec-redis-4.1.8.Final.76e22e6, netty-codec-smtp=netty-codec-smtp-4.1.8.Final.76e22e6, netty-codec-socks=netty-codec-socks-4.1.8.Final.76e22e6, netty-codec-stomp=netty-codec-stomp-4.1.8.Final.76e22e6, netty-common=netty-common-4.1.8.Final.76e22e6, netty-handler=netty-handler-4.1.8.Final.76e22e6, netty-handler-proxy=netty-handler-proxy-4.1.8.Final.76e22e6, netty-resolver=netty-resolver-4.1.8.Final.76e22e6, netty-resolver-dns=netty-resolver-dns-4.1.8.Final.76e22e6, netty-tcnative=netty-tcnative-1.1.33.Fork26.142ecbb, netty-transport=netty-transport-4.1.8.Final.76e22e6, netty-transport-native-epoll=netty-transport-native-epoll-4.1.8.Final.76e22e6, netty-transport-rxtx=netty-transport-rxtx-4.1.8.Final.76e22e6, netty-transport-sctp=netty-transport-sctp-4.1.8.Final.76e22e6, netty-transport-udt=netty-transport-udt-4.1.8.Final.76e22e6}
1
BundleSecond:
test import: spring classloader:sun.misc.Launcher$AppClassLoader@14dad5dc
spring version: 4.3.6.RELEASE
test import: BundleSecondApi classloader:sun.misc.Launcher$AppClassLoader@14dad5dc
test export: BundleSecondImpl classloader:bundle-second's BundleClassLoader
test bundle class: io.netty.util.Version classloader:bundle-second's BundleClassLoader
bundle-second netty version:{netty-buffer=netty-buffer-4.1.7.Final.7a21eb1, netty-codec=netty-codec-4.1.7.Final.7a21eb1, netty-codec-dns=netty-codec-dns-4.1.7.Final.7a21eb1, netty-codec-haproxy=netty-codec-haproxy-4.1.7.Final.7a21eb1, netty-codec-http=netty-codec-http-4.1.7.Final.7a21eb1, netty-codec-http2=netty-codec-http2-4.1.7.Final.7a21eb1, netty-codec-memcache=netty-codec-memcache-4.1.7.Final.7a21eb1, netty-codec-mqtt=netty-codec-mqtt-4.1.7.Final.7a21eb1, netty-codec-redis=netty-codec-redis-4.1.7.Final.7a21eb1, netty-codec-smtp=netty-codec-smtp-4.1.7.Final.7a21eb1, netty-codec-socks=netty-codec-socks-4.1.7.Final.7a21eb1, netty-codec-stomp=netty-codec-stomp-4.1.7.Final.7a21eb1, netty-common=netty-common-4.1.7.Final.7a21eb1, netty-handler=netty-handler-4.1.7.Final.7a21eb1, netty-handler-proxy=netty-handler-proxy-4.1.7.Final.7a21eb1, netty-resolver=netty-resolver-4.1.7.Final.7a21eb1, netty-resolver-dns=netty-resolver-dns-4.1.7.Final.7a21eb1, netty-tcnative=netty-tcnative-1.1.33.Fork25.87555d6, netty-transport=netty-transport-4.1.7.Final.7a21eb1, netty-transport-native-epoll=netty-transport-native-epoll-4.1.7.Final.7a21eb1, netty-transport-rxtx=netty-transport-rxtx-4.1.7.Final.7a21eb1, netty-transport-sctp=netty-transport-sctp-4.1.7.Final.7a21eb1, netty-transport-udt=netty-transport-udt-4.1.7.Final.7a21eb1}
2

通過測試結(jié)果可知：
首先看App的class測試結(jié)果，其依賴的spring的類的classloader是AppClassLoader，其依賴的netty類的classloader是AppClassLoader，版本為4.1.6，與每個bundle的不同。

然后看每個bundle的class測試結(jié)果，每個bundle的spring的類是由AppClassLoader加載的，且版本為4.3.6.RELEASE，雖然每個bundle依賴的spring版本都是4.3.7.RELEASE，但因?yàn)榕渲昧藄pring的類為import，因此會從AppClassLoader加載，驗(yàn)證了結(jié)果的正確性。

bundle1的BundleFirstImpl使用他自己的classloader加載的，結(jié)果正確；bundle1依賴的netty類是由自己的classloader加載的，且netty版本為4.1.8，結(jié)果正確。bundle1的BundleFirstApi類是由AppClassLoader加載的，因?yàn)樵擃惖陌渲迷诹薸mport里。

bundle2的BundleSecondImpl使用他自己的classloader加載的，結(jié)果正確；bundle2依賴的netty類是由自己的classloader加載的，且netty版本為4.1.7，結(jié)果正確。bundle2的BundleSecondApi類是由AppClassLoader加載的，因?yàn)樵擃惖陌渲迷诹薸mport里。