org.reflections 接口通过反射获取实现类源码研究
谈琦
org.reflections 接口通过反射获取实现类源码研究
版本 org.reflections reflections 0.9.12
Reflections通过扫描classpath，索引元数据，并且允许在运行时查询这些元数据。
使用Reflections可以很轻松的获取以下元数据信息：
获取某个类型的所有子类；比如，有一个父类是Interface，可以获取到Interface的所有子类。
- 获取某个注解的所有类型/字段变量，支持注解参数匹配。
- 使用正则表达式获取所有匹配的资源文件
- 获取特定签名方法。
- 接口通过反射获取实现类步骤和源码解析
## 第一步: 通过包名称获取 Reflections
Reflections reflections = new Reflections(pageName);
new Reflections(pageName) 详细源码解析:
ConfigurationBuilder.build(params)
1.1.将入参扁平化处理,加入 parameters 列表中
if (params != null) {
for (Object param : params) {
if (param != null) {
if (param.getClass().isArray()) { for (Object p : (Object[]) param) if (p != null) parameters.add(p); }
else if (param instanceof Iterable) { for (Object p : (Iterable) param) if (p != null) parameters.add(p); }
else parameters.add(param);
}
}
}
1.2.判断入参中是否包含类加载器,如果有类加载器就将其加入加载器列表loaders中,如果没有则创建一个空的类加载器数组classLoaders
List<ClassLoader> loaders = new ArrayList<>();
for (Object param : parameters) if (param instanceof ClassLoader) loaders.add((ClassLoader) param);
1.3.遍历扁平化处理后的入参列表 parameters:
- 如果元素为string,Url类型则将该url加入过滤器构造器FilterBuilder中
- 如果是Class信息则将其转换为Url再加入过滤器构造器中
- 如果是Scanner则添加到搜索器列表scanners中
for (Object param : parameters) {
if (param instanceof String) {
builder.addUrls(ClasspathHelper.forPackage((String) param, classLoaders));
filter.includePackage((String) param);
}
else if (param instanceof Class) {
if (Scanner.class.isAssignableFrom((Class) param)) {
try { builder.addScanners(((Scanner) ((Class) param).newInstance())); } catch (Exception e) { /*fallback*/ }
}
builder.addUrls(ClasspathHelper.forClass((Class) param, classLoaders));
filter.includePackage(((Class) param));
}
else if (param instanceof Scanner) { scanners.add((Scanner) param); }
else if (param instanceof URL) { builder.addUrls((URL) param); }
else if (param instanceof ClassLoader) { /* already taken care */ }
else if (param instanceof Predicate) { filter.add((Predicate<String>) param); }
else if (param instanceof ExecutorService) { builder.setExecutorService((ExecutorService) param); }
else if (Reflections.log != null) { throw new ReflectionsException("could not use param " + param); }
}
1.4.当 FilterBuilder 中没有任何一个url时,从类加载器中获取URL
1.4.1. 判断是否存在有效类加载器,
- 如果不存在有效类加载器,则获取contextClassLoader当前线程的加载器和静态类加载器staticClassLoader(从org.reflections.Reflections依赖中获取加载器)作为默认加载器
ClassLoader contextClassLoader = contextClassLoader(), staticClassLoader = staticClassLoader();
return contextClassLoader != null ?
staticClassLoader != null && contextClassLoader != staticClassLoader ?
new ClassLoader[]{contextClassLoader, staticClassLoader} :
new ClassLoader[]{contextClassLoader} :
new ClassLoader[] {};
public static ClassLoader contextClassLoader() {
return Thread.currentThread().getContextClassLoader();
}
public static ClassLoader staticClassLoader() {
return Reflections.class.getClassLoader();
}
1.4.2. 判断类加载器类型,如果是 URLClassLoader 则从中获取URL,如果不是则寻找父类加载器(双子委派模型)是否是URLClassLoader,如果是则从中获取URL
for (ClassLoader classLoader : loaders) {
while (classLoader != null) {
if (classLoader instanceof URLClassLoader) {
URL[] urls = ((URLClassLoader) classLoader).getURLs();
if (urls != null) {
result.addAll(Arrays.asList(urls));
}
}
classLoader = classLoader.getParent();
}
}
1.5.将过滤器,类加载器,scanners等添加到 ConfigurationBuilder 环境创造器中
builder.filterInputsBy(filter);
if (!scanners.isEmpty()) {
builder.setScanners(scanners.toArray(new Scanner[scanners.size()]));
}
if (!loaders.isEmpty()) {
builder.addClassLoaders(loaders);
}
public ConfigurationBuilder filterInputsBy(Predicate<String> inputsFilter) {
this.inputsFilter = inputsFilter;
return this;
}
1.6.然后将ConfigurationBuilder(实现了Configuration) 传入Reflections的构造方法中
public Reflections(final Object... params) {
this(ConfigurationBuilder.build(params));
}
public Reflections(final Configuration configuration) {
...
}
1.7.将Store store 清空
store = new Store();
1.8.如果 configuration 中scanners不为空,遍历scanners将configuration 放到每一个scanner中
for (Scanner scanner : configuration.getScanners()) {
scanner.setConfiguration(configuration);
}
1.9.执行scan()方法进行扫描
- 如果 configuration 中 URL 为空则直接退出并打印告警
- 获取configuration 中线程池,如果存在线程池则用线程池异步运行protected void scan(URL url)方法,如果不存在线程池则同步运行
//线程池可以在new Reflections(pageName)时,通过入参传递
//或者采用如下方式
public ConfigurationBuilder setExecutorService(ExecutorService executorService) {
this.executorService = executorService;
return this;
}
1.10.protected void scan(URL url)
- 先对URL进行初步格式校验和替换 file:/D:/IdeaProjects/study-netty/target/classes/ -> D:/IdeaProjects/study-netty/target/classes
- 将文件路径进行转换
String path = file.getRelativePath();
String fqn = path.replace('/', '.');
- 根据当前路径递归获取包下所有文件(栈的格式)
for (final Vfs.File file : dir.getFiles()){...}
- 根据configuration中过滤器inputsFilter,使用过滤器对已获取到的文件路径进行校验
Predicate<String> inputsFilter = configuration.getInputsFilter();
f (inputsFilter == null || inputsFilter.test(path) || inputsFilter.test(fqn)){...}
//校验方式为正则校验
public boolean test(final String regex) {return pattern.matcher(regex).matches();}
- 找到符合条件的文件路径后判断文件类型是否正确
if (scanner.acceptsInput(path) || scanner.acceptsInput(fqn)) {
classObject = scanner.scan(file, classObject, store);
}
-
- 当前Scanner 类型分别为:TypeAnnotationsScanner,SubTypesScanner 的父类都是AbstractScanner,都未重写acceptsInput方法,其所需文件类型都是.class文件
public boolean acceptsInput(String file) {
return file.endsWith(".class");
}
-
- ResourcesScanner 类重写了acceptsInput
public boolean acceptsInput(String file) {
return !file.endsWith(".class"); //not a class
}
-
从文件流中获取class文件 ClassFile
-
然后进行校验Scanner 的校验
-
- TypeAnnotationsScanner 扫描运行期的注解 ,添加到store 中
-
- SubTypesScanner 扫描类的父类和接口,如果允许子类反向查找,最后添加到store 中
-
String className = getMetadataAdapter().getClassName(cls); String superclass = getMetadataAdapter().getSuperclassName(cls); if (acceptResult(superclass)) { //添加到store中 put(store, superclass, className); } //获取接口,将接口和父类都放入store中 for (String anInterface : (List<String>) getMetadataAdapter().getInterfacesNames(cls)) { if (acceptResult(anInterface)) { put(store, anInterface, className); } } //put方法如下 protected void put(Store store, String key, String value) { store.put(Utils.index(getClass()), key, value); } -
判断是否需要展开父类,默认为true,
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从store中获取key为SubTypesScanner的map中的数据,获取接口的类和实现类信息,向上寻找其未扫描的父类,最后添加到store的key为SubTypesScanner的map中
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- 例如: A extends B, B extends C 只有A 在入参的路径中,上述的方法只能找到B接口,但是找不到最顶层的C接口,此时调用下放方法,找到最顶层接口C
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String index = index(SubTypesScanner.class); Set<String> keys = store.keys(index); keys.removeAll(store.values(index)); for (String key : keys) { final Class<?> type = forName(key, loaders()); if (type != null) { expandSupertypes(store, key, type); } } private void expandSupertypes(Store store, String key, Class<?> type) { for (Class<?> supertype : ReflectionUtils.getSuperTypes(type)) { if (store.put(SubTypesScanner.class, supertype.getName(), key)) { if (log != null) log.debug("expanded subtype {} -> {}", supertype.getName(), key); expandSupertypes(store, supertype.getName(), supertype); } } ReflectionUtils.getSuperTypes(type) //方法查询到了父类
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-
创建出一个Reflections含有store,filter,sacnners的Reflections
## 获取子类
/**
* targetInterface 需要查询子类的接口,
*/
Set<Class<?>> implClazz = reflections.getSubTypesOf((Class<Object>) targetInterface);
public Set<Class<? extends T>> getSubTypesOf(final Class type)源码解析
2.1.从store中获取目标接口的子类
store.getAll(SubTypesScanner.class, type.getName())
2.2.通过类加载器加载当前子类,当前类加载器为null,通过上述1.4.1的方法获取默认加载器
public static <T> Set<Class<? extends T>> forNames(final Collection<String> classes, ClassLoader... classLoaders) {
return classes.stream()
.map(className -> (Class<? extends T>) forName(className, classLoaders))
.filter(Objects::nonNull)
.collect(Collectors.toCollection(LinkedHashSet::new));
}
2.3 通过类全路径加载类
public static Class<?> forName(String typeName, ClassLoader... classLoaders) {
try { return classLoader.loadClass(type); }
}
2.4 最后获取到了实现类的反射反射对象列表
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