在上一篇中,我们还留下一个很复杂的问题,即如何创建一个final
类的代理。
对于一般的类来说,我们使用cglib来创建代理的时候,只需要调用setSuperClass
便足够了。然而,如果将一个final
类作为参数传递过去,那么会抛出一个IllegalArgumentException: Cannot subclass final class
。
要解决这个问题,途径并不多。final
作为一个非常关键的关键字,Java和Java虚拟机会在编译器和运行期都进行检查。以确保并不会有某个类是一个final
类的子类。
好在,我们可以使用一些小伎俩。要知道的一点是,JVM只有在加载了类之后,才会知道这是一个final
类。所以,我们要做的就是,在类完成加载之前,将一个final
类修改为非final
类。
没错,这就是要用到自定义类加载技术了。
ClassLoader
一般而言,如果要实现自定义的ClassLoader
,只需要继承ClassLoader
这个抽象类,而后重写findClass
方法就可以。并且在findClass
里面调用defineClass
方法。
class MyClassLoader extends ClassLoader {
@Override
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
// todo
// byte[] bytes = new byte[];
return defineClass(name, bytes, 0, bytes.length);
}
}
实现ClassLoader并不难,难的是如何修改。
ASM
在Java里面,有一类工具叫做字节码操作工具。这一类工具常见于复杂框架中。
使用这一类工具一般有两个理由:
- 一些信息只有在运行期才能拿到,例如生成各种代理的框架;
- 另外一个理由就是,表达一些Java语言无法表达的语义。常见于各种基于JVM语言的编译工具里面;
这一次我们使用ASM工具。ASM和其余的诸如Javaassis, BCEL比起来,具有抽象层次高,功能完备的特点,美中不足的是,使用这个ASM工具要求对Java的字节码指令和.class
文件格式有较深的理解。cglib也是一种字节码操作工具,但它是在ASM基础上的更高一级的抽象。
这一次我们只使用ASM里面的event based API
。event based API
的核心是实现一个类,并且继承ClassVisitor
。
抽象类ClassVisitor
其实并没有抽象方法。它里面的实现,就是按照读取的字节码流,原样返回。ClassVisitor
是依照Visitor
模式设计的,所以我们可以实现多个ClassVisitor
以完成不同的功能。
这一次我们只需要实现一个就够了。这个实现的ClassVisitor
非常简单,在读取.class文件的时候,将类的final
标记去掉。
因此我们只需要重写:
这个方法有一大堆参数,不过我们只需要关注access
参数。因为这个参数代表的就是一个类的“访问性”。通过阅读文档我们能知道,final
是由16
所代表的,二进制的话则是10000
。常量org.objectweb.asm.Opcodes#ACC_FINAL
恰好代表这个。
所以我们重写的地方很简单:
public class RemoveFinalFlagClassVisitor extends ClassVisitor {
public RemoveFinalFlagClassVisitor(ClassVisitor cv) {
super(Opcodes.ASM7, cv);
}
@Override
public void visit(int version, int access, String name, String signature, String superName, String[] interfaces) {
// we have the final flag
if((access & Opcodes.ACC_FINAL) == Opcodes.ACC_FINAL) {
//remove the final flag
access = access ^ Opcodes.ACC_FINAL;
}
super.visit(version, access, name, signature, superName, interfaces);
}
}
代码实际上很简单,只不过是用位运算了实现而已。
在调用super.visit
的时候,我们就已经把final
关键字去掉了。
ClassLoader的实现
这段代码也不难。ClassWriter
自身也继承了ClassVisitor
,所以实际上它和我们写的RemoveFinalFlagClassVisitor
构成了一个Visitor
链。
另外一个地方就是构造函数里面,我调用的是super(null)
,这只是为了将类加载器的parent
设置为null
,从而避免在loadClass
的类先被父加载器加载了——如果被父加载器加载,我们就无法去掉final
了,除非这个类不在父加载器的classpath
里面。
换句话来说,这种实现破坏了著名的双亲委托模型。
自己做的孽,含着泪也要顶住
于是我们会陷入另外一个问题,在双亲委托模型被破坏之后,我们的代码会出现一个很微妙的问题:
这个单测居然失败了,惊不惊喜,意不意外??
而且失败原因不是assertNotNull
断言失败,而是第20行失败了,异常是java.lang.ClassCastException
!详细的信息是:
java.lang.ClassCastException: class cn.com.flycash.stupidmock.testobj.FinalObject cannot be cast to class cn.com.flycash.stupidmock.testobj.FinalObject (cn.com.flycash.stupidmock.testobj.FinalObject is in unnamed module of loader cn.com.flycash.stupidmock.classloader.StupidMockClassLoader @50de0926; cn.com.flycash.stupidmock.testobj.FinalObject is in unnamed module of loader 'app')
也就是,在类型转换的时候,虚拟机发现创建实例的类的加载器是我们自定义的StupidMockClassLoader
,而要转换到的类型虽然也是FinalObject
,然而却是使用AppClassLoader
加载的。
我们可以在AppClassLoader#loadClass
里面打上断点,可以清楚看到,在我们的加载器加载了一次FinalObject.class
之后,AppClassLoader
又加载了一次。
出现这个问题根源在于,从Java语言层面上来说,或者编译层面上来说,类的全限定名就代表了类的唯一性,而在虚拟机层面上,类加载器+类全限定名才是类的唯一性。
这种割裂,在开发各种框架的时候,会坑死人。
直接原因再说我在使用IDE运行测试的时候,FinalObject
编译后的文件FinalObject.class
出现在了AppClassLoader
的classpath
之下。
那么现在有两个问题:
- 为什么JVM会触发第二次加载?毕竟按照理论上来说,我们自定义的类加载器已经加载到了这个类!
- 怎么解决这个问题?
这一章要解决的问题是“如何创建final类的代理”,到这里也算是创建出来了,只是又引出来新的问题。
新的问题且随它去,下一篇我将解释其中的一个问题。