详解Java 包扫描实现和应用(Jar篇)

如果你曾经使用过 Spring, 那你已经配过 包扫描路径吧，那包扫描是怎么实现的呢？让我们自己写个包扫描

上篇文章中介绍了使用 File 遍历的方式去进行包扫描，这篇主要补充一下jar包的扫描方式，在我们的项目中一般都会去依赖一些其他jar 包，

比如添加 guava 依赖

<dependency>
  <groupId>com.google.guava</groupId>
  <artifactId>guava</artifactId>
  <version>28.2-jre</version>
</dependency>

我们再次运行上次的测试用例

@Test
public void testGetPackageAllClasses() throws IOException, ClassNotFoundException {
  ClassScanner scanner = new ClassScanner("com.google.common.cache", true, null, null);
  Set<Class<?>> packageAllClasses = scanner.doScanAllClasses();
  packageAllClasses.forEach(it -> {
    System.out.println(it.getName());
  });
}

什么都没有输出

依赖的 Jar

基于Java 的反射机制，我们很容易根据 class 去创建一个实例对象，但如果我们根本不知道某个包下有多少对象时，我们应该怎么做呢？

在使用Spring框架时，会根据包扫描路径来找到所有的 class, 并将其实例化后存入容器中。

在我们的项目中也会遇到这样的场景，比如某个包为 org.example.plugins, 这个里面放着所有的插件，为了不每次增减插件都要手动修改代码，我们可能会想到用扫描的方式去动态获知 org.example.plugins 到底有多少 class, 当然应用场景很有很多

思路

既然知道是采用了 jar , 那我们使用遍历 jar 的方式去处理一下

JarFile jar = ((JarURLConnection) url.openConnection()).getJarFile();
// 遍历jar包中的元素
Enumeration<JarEntry> entries = jar.entries();

while (entries.hasMoreElements()) {
 JarEntry entry = entries.nextElement();
 String name = entry.getName();
}

这里获取的name 格式为 com/google/common/cache/Cache.class 是不是和上篇的文件路径很像呀, 这里可以通过对 name 进行操作获取包名和 class

// 获取包名
String jarPackageName = name.substring(0, name.lastIndexOf('/')).replace("/", ".");

// 获取 class 路径, 这样就能通过类加载进行加载了
String className = name.replace('/', '.');
className = className.substring(0, className.length() - 6);

完整代码

private void doScanPackageClassesByJar(String basePackage, URL url, Set<Class<?>> classes)
  throws IOException, ClassNotFoundException {
 // 包名
 String packageName = basePackage;
 // 获取文件路径
 String basePackageFilePath = packageName.replace('.', '/');
 // 转为jar包
 JarFile jar = ((JarURLConnection) url.openConnection()).getJarFile();
 // 遍历jar包中的元素
 Enumeration<JarEntry> entries = jar.entries();
 while (entries.hasMoreElements()) {
  JarEntry entry = entries.nextElement();
  String name = entry.getName();
  // 如果路径不一致，或者是目录，则继续
  if (!name.startsWith(basePackageFilePath) || entry.isDirectory()) {
   continue;
  }
  // 判断是否递归搜索子包
  if (!recursive && name.lastIndexOf('/') != basePackageFilePath.length()) {
   continue;
  }

  if (packagePredicate != null) {
   String jarPackageName = name.substring(0, name.lastIndexOf('/')).replace("/", ".");
   if (!packagePredicate.test(jarPackageName)) {
    continue;
   }
  }

  // 判定是否符合过滤条件
  String className = name.replace('/', '.');
  className = className.substring(0, className.length() - 6);
  // 用当前线程的类加载器加载类
  Class<?> loadClass = Thread.currentThread().getContextClassLoader().loadClass(className);
  if (classPredicate == null || classPredicate.test(loadClass)) {
   classes.add(loadClass);
  }

 }
}

在结合上篇中 File 扫描方式就是完成的代码了

整合后代码

package org.example;

import java.io.File;
import java.io.FileFilter;
import java.io.IOException;
import java.net.JarURLConnection;
import java.net.URL;
import java.net.URLDecoder;
import java.util.Enumeration;
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.Set;
import java.util.function.Predicate;
import java.util.jar.JarEntry;
import java.util.jar.JarFile;

/**
 * class 扫描器
 *
 * @author zhangyunan
 */
public class ClassScanner {

 private final String basePackage;
 private final boolean recursive;
 private final Predicate<String> packagePredicate;
 private final Predicate<Class> classPredicate;


 /**
  * Instantiates a new Class scanner.
  *
  * @param basePackage   the base package
  * @param recursive    是否递归扫描
  * @param packagePredicate the package predicate
  * @param classPredicate  the class predicate
  */
 public ClassScanner(String basePackage, boolean recursive, Predicate<String> packagePredicate,
  Predicate<Class> classPredicate) {
  this.basePackage = basePackage;
  this.recursive = recursive;
  this.packagePredicate = packagePredicate;
  this.classPredicate = classPredicate;
 }

 /**
  * Do scan all classes set.
  *
  * @return the set
  * @throws IOException      the io exception
  * @throws ClassNotFoundException the class not found exception
  */
 public Set<Class<?>> doScanAllClasses() throws IOException, ClassNotFoundException {

  Set<Class<?>> classes = new LinkedHashSet<Class<?>>();

  String packageName = basePackage;

  // 如果最后一个字符是“.”，则去掉
  if (packageName.endsWith(".")) {
   packageName = packageName.substring(0, packageName.lastIndexOf('.'));
  }

  // 将包名中的“.”换成系统文件夹的“/”
  String basePackageFilePath = packageName.replace('.', '/');

  Enumeration<URL> resources = Thread.currentThread().getContextClassLoader().getResources(basePackageFilePath);
  while (resources.hasMoreElements()) {
   URL resource = resources.nextElement();
   String protocol = resource.getProtocol();
   if ("file".equals(protocol)) {
    String filePath = URLDecoder.decode(resource.getFile(), "UTF-8");
    // 扫描文件夹中的包和类
    doScanPackageClassesByFile(classes, packageName, filePath);
   } else if ("jar".equals(protocol)) {
    doScanPackageClassesByJar(packageName, resource, classes);
   }
  }

  return classes;
 }

 private void doScanPackageClassesByJar(String basePackage, URL url, Set<Class<?>> classes)
  throws IOException, ClassNotFoundException {
  // 包名
  String packageName = basePackage;
  // 获取文件路径
  String basePackageFilePath = packageName.replace('.', '/');
  // 转为jar包
  JarFile jar = ((JarURLConnection) url.openConnection()).getJarFile();
  // 遍历jar包中的元素
  Enumeration<JarEntry> entries = jar.entries();
  while (entries.hasMoreElements()) {
   JarEntry entry = entries.nextElement();
   String name = entry.getName();
   // 如果路径不一致，或者是目录，则继续
   if (!name.startsWith(basePackageFilePath) || entry.isDirectory()) {
    continue;
   }
   // 判断是否递归搜索子包
   if (!recursive && name.lastIndexOf('/') != basePackageFilePath.length()) {
    continue;
   }

   if (packagePredicate != null) {
    String jarPackageName = name.substring(0, name.lastIndexOf('/')).replace("/", ".");
    if (!packagePredicate.test(jarPackageName)) {
     continue;
    }
   }

   // 判定是否符合过滤条件
   String className = name.replace('/', '.');
   className = className.substring(0, className.length() - 6);
   // 用当前线程的类加载器加载类
   Class<?> loadClass = Thread.currentThread().getContextClassLoader().loadClass(className);
   if (classPredicate == null || classPredicate.test(loadClass)) {
    classes.add(loadClass);
   }

  }
 }

 /**
  * 在文件夹中扫描包和类
  */
 private void doScanPackageClassesByFile(Set<Class<?>> classes, String packageName, String packagePath)
  throws ClassNotFoundException {
  // 转为文件
  File dir = new File(packagePath);
  if (!dir.exists() || !dir.isDirectory()) {
   return;
  }
  // 列出文件，进行过滤
  // 自定义文件过滤规则
  File[] dirFiles = dir.listFiles((FileFilter) file -> {
   String filename = file.getName();

   if (file.isDirectory()) {
    if (!recursive) {
     return false;
    }

    if (packagePredicate != null) {
     return packagePredicate.test(packageName + "." + filename);
    }
    return true;
   }

   return filename.endsWith(".class");
  });

  if (null == dirFiles) {
   return;
  }

  for (File file : dirFiles) {
   if (file.isDirectory()) {
    // 如果是目录，则递归
    doScanPackageClassesByFile(classes, packageName + "." + file.getName(), file.getAbsolutePath());
   } else {
    // 用当前类加载器加载 去除 fileName 的 .class 6 位
    String className = file.getName().substring(0, file.getName().length() - 6);
    Class<?> loadClass = Thread.currentThread().getContextClassLoader().loadClass(packageName + '.' + className);
    if (classPredicate == null || classPredicate.test(loadClass)) {
     classes.add(loadClass);
    }
   }
  }
 }
}

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