与 JShell 实例共享动态加载的类

java java-9 jshell dynamic-class-loaders

2022-09-01 19:32:17

请查看下面的编辑

我正在尝试创建一个JShell实例，该实例允许我访问，并允许我与创建它的JVM中的对象进行交互。这适用于在编译时可用的类，但对于动态加载的类失败的类。

public class Main {

    public static final int A = 1;
    public static Main M;

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        M = new Main();
        ClassLoader cl = new URLClassLoader(new URL[]{new File("Example.jar").toURL()}, Main.class.getClassLoader());
        Class<?> bc = cl.loadClass("com.example.test.Dynamic");//Works
        JShell shell = JShell.builder()
                .executionEngine(new ExecutionControlProvider() {
                    @Override
                    public String name() {
                        return "direct";
                    }

                    @Override
                    public ExecutionControl generate(ExecutionEnv ee, Map<String, String> map) throws Throwable {
                        return new DirectExecutionControl();
                    }
                }, null)
                .build();
        shell.eval("System.out.println(com.example.test.Main.A);");//Always works
        shell.eval("System.out.println(com.example.test.Main.M);");//Fails (is null) if executionEngine is not set
        shell.eval("System.out.println(com.example.test.Dynamic.class);");//Always fails
    }
}

此外，与交换给出了相同的结果，但我不明白两个类之间的区别。DirectExecutionControlLocalExecutionControl

如何使运行时加载的类可用于此 JShell 实例？

编辑：这个问题的第一部分已经解决，下面是更新的源代码，以演示问题的第二部分

public class Main {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ClassLoader cl = new URLClassLoader(new URL[]{new File("Example.jar").toURL()}, Main.class.getClassLoader());
        Class<?> c = cl.loadClass("com.example.test.C");
        c.getDeclaredField("C").set(null, "initial");
        JShell shell = JShell.builder()
                .executionEngine(new ExecutionControlProvider() {
                    @Override
                    public String name() {
                        return "direct";
                    }

                    @Override
                    public ExecutionControl generate(ExecutionEnv ee, Map<String, String> map) throws Throwable {
                        return new DirectExecutionControl();
                    }
                }, null)
                .build();
        shell.addToClasspath("Example.jar");
        shell.eval("import com.example.test.C;");
        shell.eval("System.out.println(C.C)"); //null
        shell.eval("C.C = \"modified\";");
        shell.eval("System.out.println(C.C)"); //"modified"
        System.out.println(c.getDeclaredField("C").get(null)); //"initial"
    }
}

如果 JVM 和 JShell 实例不共享任何内存，则这是预期的输出，但是直接添加到项目而不是加载它会动态更改结果，如下所示：com.example.test.C

shell.eval("import com.example.test.C;");
shell.eval("System.out.println(C.C)"); //"initial"
shell.eval("C.C = \"modified\";");
shell.eval("System.out.println(C.C)"); //"modified"
System.out.println(c.getDeclaredField("C").get(null)); //"modified"

为什么 JVM 和 JShell 实例之间的内存未在运行时加载的类共享？

编辑2：问题似乎是由不同的类装入器引起的

在上面示例的上下文中执行以下代码：

System.out.println(c.getClassLoader()); //java.net.URLClassLoader
shell.eval("System.out.println(C.class.getClassLoader())"); //jdk.jshell.execution.DefaultLoaderDelegate$RemoteClassLoader
shell.eval("System.out.println(com.example.test.Main.class.getClassLoader())"); //jdk.internal.loader.ClassLoaders$AppClassLoader

这表明，同一个类是由两个不同的类装入器装入的。是否可以将类添加到 JShell 实例而不再次加载它？如果不是，为什么已经加载了静态装入类？com.example.test.C

答案 1

解决方案是创建一个自定义实现，该实现提供已加载类的实例，而不是再次加载它们。一个简单的例子是使用默认实现（source）并覆盖其内部的方法LoaderDelegateDefaultLoaderDelegatefindClassRemoteClassLoader

@Override
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
    byte[] b = classObjects.get(name);
    if (b == null) {
        Class<?> c = null;
        try {
            c = Class.forName(name);//Use a custom way to load the class
        } catch(ClassNotFoundException e) {
        }
        if(c == null) {
            return super.findClass(name);
        }
        return c;
    }
    return super.defineClass(name, b, 0, b.length, (CodeSource) null);
}

若要创建工作 JShell 实例，请使用以下代码

JShell shell = JShell.builder()
    .executionEngine(new ExecutionControlProvider() {
        @Override
        public String name() {
            return "name";
        }

        @Override
        public ExecutionControl generate(ExecutionEnv ee, Map<String, String> map) throws Throwable {
            return new DirectExecutionControl(new CustomLoaderDelegate());
        }
    }, null)
    .build();
shell.addToClasspath("Example.jar");//Add custom classes to Classpath, otherwise they can not be referenced in the JShell

答案 2

只谈到这个相当实质性问题的一小部分：

此外，将DirectExecutionControl与LocalExecutionControl交换给出相同的结果，但我不明白这两个类之间的区别。

LocalExecutionControl extends DirectExecutionControl并且它仅覆盖，其主体是...invoke(Method method)

当地：

    Thread snippetThread = new Thread(execThreadGroup, () -> {
            ...
            res[0] = doitMethod.invoke(null, new Object[0]);
            ...
    });

直接：

    Object res = doitMethod.invoke(null, new Object[0]);

因此，这两个类之间的区别在于，direct 在当前线程中调用方法，而 local 在新线程中调用它。在这两种情况下都使用相同的类装入器，因此在共享内存和装入的类方面，您会期望相同的结果