Java类隔离应用多Jar包支持

　　案例需求
　　现在有一个＂统一管理平台＂，用于统一对接三方平台，屏蔽相同业务三方平台的差异性，减少内部平台对接的成本。正常情况下三方平台提供的 SDK 是通用的（和内部平台无关），但是有一些比较特殊的三方（假如是三方平台 A），他提供的 SDK 是给内部平台定制的。
　　这时就需要根据访问＂统一管理平台＂的内部平台类型，动态的选择使用哪个三方平台 A 的 Jar 包，比如内部平台 A 访问三方平台 A，就需要调用为 A 定制的 Jar 包。
　　这个需求需要解决如下两个问题：如何在同一套环境中同时存在多个同平台不同版本的 Jar 包（这些 Jar 包中的类大部分相同，只有预设的配置参数不同）？如何根据内部平台类型，选择需要调用的 Jar 包？类加载
　　我们知道如果想要使用一个类，那么这个类必须通过类加载器将其加载到内存中，在未自定义类加载器之前，JVM 是通过 ApplicationClassLoader、ExtensionClassLoader、BootstrapClassLoader 这三个类加载器基于双亲委派机制完成类的加载。这三个类加载器具有各自加载类的范围如下图所示：
　　类隔离机制
　　要想解决上面的第一个问题（多个同平台不同版本 Jar 包同时存在），就必须先了解一下类隔离机制。
　　类隔离机制原理其实很简单，就是让每个三方平台 A 定制的 Jar 使用单独的类加载器来加载，这样每个 Jar 包之间相互隔离不会相互影响。这是因为即使同一个类使用不同的类加载器加载，对于 JVM 也是两个不同的类（虽然类的结构相同），在 JVM 中类的唯一标识是：类加载器 + 类名。
　　要保证不同 Jar 包内的类隔离，还需要做到一点，就是 Jar 包中的某个类使用某个类加载器加载，那么其引用的类均使用该类加载器加载，这就是类加载传导规则 。
　　代码实现
　　使用 IDEA 创建三个 Maven 项目：third-party-A-for-A：三方平台 A 为内部平台 A 定制的 Jarthird-party-A-for-B：三方平台 A 为内部平台 B 定制的 Jarunified-management-platform：统一管理平台，用于通过访问的内部平台类型，动态选择调用三方平台 A 的 Jar
　　项目：third-party-A-for-A
　　pom.xml<?xml version=＂1.0＂ encoding=＂UTF-8＂?>      4.0.0      com.thirdparty.A     third-party-A-for-A     1.0-SNAPSHOT     三方平台 A 为内部平台 A 定制 Jar 包               17         17                                 cn.hutool             hutool-all             5.8.5               
　　定义两个类：TPAAccessService：用于提供给调用方的统一调用入口类SendRequestProvider：Jar 内部使用的类，用于提供向三方平台 A 发送请求的类，另外一个作用是验证＂类加载传导规则＂
　　TPAAccessService.java/**  * TPA（Third Party A：三方平台 A 简称）  * 该类为调用方提供统一的方法调用入口，调用三方 A 只需要使用该类即可  *  * @since 2023/1/14 9:45  */ public class TPAAccessService {      public static void send() {         SendRequestProvider.send();     } }
　　SendRequestProvider.javaimport cn.hutool.core.lang.Console;  /**  * 该类提供向三方平台 A 发送请求的方法  *  * @since 2023/1/14 9:48  */ class SendRequestProvider {      /**      * 三方平台 A 为内部平台 A 预设的密钥，用于加解密      */     private static final String SECRET_KEY = ＂AAAAAAAAAAA＂;       /**      * 发送请求到三方平台 A      */     public static void send() {         Console.log(＂[A -> TPA] 密钥：{}   ClassLoader:{}＂, SECRET_KEY, SendRequestProvider.class.getClassLoader());     } }
　　项目：third-party-A-for-B
　　与 third-party-A-for-A  基本相同，除了 SendRequestProvider.java  中的密钥不同，如下所示：class SendRequestProvider {      /**      * 三方平台 A 为内部平台 B 预设的密钥，用于加解密      */     private static final String SECRET_KEY = ＂BBBBBBBBBBB＂;       /**      * 发送请求到三方平台 A      */     public static void send() {         Console.log(＂[B -> TPA] 密钥：{}   ClassLoader:{}＂, SECRET_KEY, SendRequestProvider.class.getClassLoader());     } }
　　项目：
　　unified-management-platform
　　pom.xml<?xml version=＂1.0＂ encoding=＂UTF-8＂?>      4.0.0      com.ump     unified-management-platform     1.0-SNAPSHOT     统一管理平台               17         17                                 org.projectlombok             lombok             1.18.24                               cn.hutool             hutool-all             5.8.5               
　　定义两个类：TPAClassLoader：自定义类加载器，用于加载为内部平台定制的相应 Jar 中类的类Main：测试内部平台调用效果
　　TPAClassLoader.javaimport cn.hutool.core.lang.Console; import lombok.SneakyThrows;  import java.io.File; import java.io.FileNotFoundException; import java.net.URL; import java.net.URLClassLoader; import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap; import java.util.concurrent.ConcurrentMap;  /**  * 为加载三方平台 A 提供的 Jar 自定义的类加载器  *  * @since 2023/1/14 10:02  */ public class TPAClassLoader extends URLClassLoader {      /**      * 用于缓存相应平台的类加载器，防止重复创建和加载类，造成内存泄漏      */     private static final ConcurrentMap CLASS_LOADER_CACHE = new ConcurrentHashMap<>();       private TPAClassLoader(URL[] urls, ClassLoader parent) {         super(urls, parent);     }      /**      * 用于获取相应三方平台 Jar 包中的类，如果已经加载直接返回，未加载通过 TAPClassLoader 加载类，完成后返回      *      * @param internalPlatformCode 内部平台编码，例如：内部平台 A 的编码就是 A      * @param tapJarPath           为相应内部平台定制的三方平台 Jar 路径      * @param className            待获取类的全限定类名      * @return 类的 Class 对象      */     @SneakyThrows     public static Class<?> getClass(String internalPlatformCode, String tapJarPath, String className) {         TPAClassLoader classLoader = getInstance(internalPlatformCode, tapJarPath);         Console.log(＂获取内部平台 {} 的类：{}＂, internalPlatformCode, className);         return classLoader.loadClass(className);     }      /**      * 用于获取对应内部平台的类加载器，类加载器相对于内部平台是单例的，保证单例使用单例设计模式 DCL 的方式      *      * @param internalPlatformCode 内部平台编码，例如：内部平台 A 的编码就是 A      * @param tapJarPath           为相应内部平台定制的三方平台 Jar 路径      * @return 内部平台对应的类加载器      */     private static TPAClassLoader getInstance(String internalPlatformCode, String tapJarPath) throws Exception {         final String key = buildKey(internalPlatformCode, tapJarPath);         TPAClassLoader classLoader = CLASS_LOADER_CACHE.get(key);         if (classLoader != null) {             return classLoader;         }         synchronized (TPAClassLoader.class) {             classLoader = CLASS_LOADER_CACHE.get(key);             if (classLoader != null) {                 return classLoader;             }              File jarFile = new File(tapJarPath);             if (!jarFile.exists()) {                 throw new FileNotFoundException(＂未找到三方平台 A Jar 包文件：＂ + tapJarPath);             }             classLoader = new TPAClassLoader(new URL[]{jarFile.toURI().toURL()}, getSystemClassLoader());             Console.log(＂为内部平台 {} 创建类加载器：{}＂, internalPlatformCode, classLoader);             CLASS_LOADER_CACHE.put(key, classLoader);             return classLoader;         }     }      /**      * 用于生成缓存对应内部平台类加载器的 Key      *      * @param internalPlatformCode 内部平台编码，例如：内部平台 A 的编码就是 A      * @param tapJarPath           为相应内部平台定制的三方平台 Jar 路径      * @return 缓存 Key      */     private static String buildKey(String internalPlatformCode, String tapJarPath) {         return internalPlatformCode.concat(＂::＂).concat(tapJarPath);     } }
　　Main.javaimport cn.hutool.core.lang.Console; import cn.hutool.core.util.RandomUtil; import cn.hutool.core.util.ReflectUtil; import lombok.SneakyThrows;  import java.util.HashMap; import java.util.Map;  /**  * Main  *  * @author ZhaoHaichun  * @since 2023/1/14 10:34  */ public class Main {      /**      * 该 Map 只是测试使用，用于临时保持三方平台 A 提供的 Jar 包路径，实际开发会通过文件上传到服务器，然后获取上传路径，通过路径加载      */     private static final Map TPA_JAR_PATH_MAP = new HashMap<>();      private static final String TAP_ACCESS_SERVICE_NAME = ＂com.thirdparty.TPAAccessService＂;       static {         TPA_JAR_PATH_MAP.put(＂A＂, ＂C:UserszhaohDesktopTemptap_jarthird-party-A-for-A-1.0-SNAPSHOT.jar＂);         TPA_JAR_PATH_MAP.put(＂B＂, ＂C:UserszhaohDesktopTemptap_jarthird-party-A-for-B-1.0-SNAPSHOT.jar＂);     }       @SneakyThrows     public static void main(String[] args) {         for (int i = 0; i < 5; i++) {             // 用于随机生成待访问的内部平台             String internalPlatformCode = String.valueOf((char) RandomUtil.randomInt(＂A＂, ＂B＂ + 1));             // 通过访问的内部平台查询三方平台 A 为其提供的 Jar 路径             String jarPath = TPA_JAR_PATH_MAP.get(internalPlatformCode);             // 通过上述信息，使用相应的类加载器加载或直接获取类 ＂com.thirdparty.TPAAccessService＂             Class<?> clazz = TPAClassLoader.getClass(internalPlatformCode, jarPath, TAP_ACCESS_SERVICE_NAME);             // 调用其相应的方法             ReflectUtil.invokeStatic(clazz.getMethod(＂send＂));             Console.log(＂================================================================＂);         }     } }测试步骤
　　编写完成上述代码后，按照下面步骤执行：使用 Maven package 打包项目：third-party-A-for-A、third-party-A-for-B将打包完成的 Jar 拷贝到测试目录，上面实例代码为：＂C:UserszhaohDesktopTemptap_jar＂目录下修改 Main 类静态代码块中的路径与 Jar 包路径一致执行 Main 类中的 main 方法
　　输出结果如下：（每次输出可能不同）为内部平台 A 创建类加载器：com.ump.TPAClassLoader@568db2f2 获取内部平台 A 的类：com.thirdparty.TPAAccessService [A -> TPA] 密钥：AAAAAAAAAAA   ClassLoader:com.ump.TPAClassLoader@568db2f2 ================================================================ 获取内部平台 A 的类：com.thirdparty.TPAAccessService [A -> TPA] 密钥：AAAAAAAAAAA   ClassLoader:com.ump.TPAClassLoader@568db2f2 ================================================================ 为内部平台 B 创建类加载器：com.ump.TPAClassLoader@179d3b25 获取内部平台 B 的类：com.thirdparty.TPAAccessService [B -> TPA] 密钥：BBBBBBBBBBB   ClassLoader:com.ump.TPAClassLoader@179d3b25 ================================================================ 获取内部平台 B 的类：com.thirdparty.TPAAccessService [B -> TPA] 密钥：BBBBBBBBBBB   ClassLoader:com.ump.TPAClassLoader@179d3b25 ================================================================ 获取内部平台 A 的类：com.thirdparty.TPAAccessService [A -> TPA] 密钥：AAAAAAAAAAA   ClassLoader:com.ump.TPAClassLoader@568db2f2 ================================================================
　　通过上面的输出结果可以看出：内部平台 A 和 B 分别只创建了一次类加载器创建完成类加载器后，后续均通过缓存中获取相应的类加载器在 Jar 包中 TPAAccessService 调用了 SendRequestProvider，而 SendRequestProvider 输出的日志中类加载器同加载 TPAAccessService 的类加载器相同，说明类加载传导规则内部平台 A 调用，输出的密钥是＂AAAAAAAAAAA＂，B 调用输出的密钥是＂BBBBBBBBBBB＂，说明为内部平台提供的 Jar 均加载到内存，而且通过类加载器实现了类的隔离