一、前言

在商业化开发中经常是将开发的类打成jar包发布．由于有很多第三方的提供功能集合jar包，所以经常会用到这些功能包．以下情景是很多java开发人员经常碰到的:在开发，调试阶段，通过在classpath中设置第三方的jar包路径，自己编写的class工作正常．开发完毕,部署的时候，将开发的class打成一个可执行jar包,会发现通过class.forname(string classname) 或classloader.getsystemclassloader().loadclass(string classname)来动态载入存在于第三方jar包中的class会抛出异常” classnotfoundexception．

这种问题存在于通过jar ?jar yourself.jar 来运行jar包,并在jar中的class中通过class.forname(string classname)来动态载入第三方的class的时候．

常见的应用,比如根据用户的选择配置,动态载入不同厂商的jdbc driver.

二、背景知识

自jdk 1.2以后,jvm采用了委托(delegate)模式来载入class．采用这种设计的原因可以参考http://java.sun.com/docs/books/tutorial/ext/basics/load.html

归纳来讲:是基于jvm sandbox(沙盒)安装模型上提供应用层的可定制的安全机制.

三、java虚拟机(jvm)寻找class的顺序

3.1 bootstrap classes

属于java 平台核心的class,比如java.lang.string等.及rt.jar等重要的核心级别的class.这是由jvm bootstrap class loader来载入的.一般是放置在{java_home}jrelib目录下

3.2 extension classes

基于java扩展机制,用来扩展java核心功能模块.比如java串口通讯模块comm.jar.一般放置在{java_home}jrelibext目录下

3.3 user classes

开发人员或其他第三方开发的java程序包.通过命令行的-classpath或-cp,或者通过设置classpath环境变量来引用.jvm通过放置在{java_home}lib ools.jar 来寻找和调用用户级的class.常用的javac也是通过调用tools.jar来寻找用户制定的编译java源程序.这样就引出了user class路径搜索的顺序或优先级别的问题.

3.3.1 缺省值:调用java或javawa的当前路径(.),是开发的class所存在的当前目录

3.3.2 classpath环境变量设置的路径.如果设置了classpath,则classpath的值会覆盖缺省值

3.3.3 执行java的命令行-classpath或-cp的值,如果制定了这两个命令行参数之一,它的值会覆盖环境变量classpath的值

3.3.4 -jar 选项:如果通过java ?jar 来运行一个可执行的jar包,这当前jar包会覆盖上面所有的值.换句话说,-jar 后面所跟的jar包的优先级别最高,如果指定了-jar选项,所有环境变量和命令行制定的搜索路径都将被忽略.jvm appclassloader将只会以jar包为搜索范围.有关可执行jar有许多相关的安全方面的描述,可以参考http://java.sun.com/docs/books/tutorial/jar/ 来全面了解.

这也是为什么应用程序打包成可执行的jar包后,不能引用第三方jar包的原因.

四、解决方案.

首先我们简要归纳一下,为了方便理解,简化一下上面描述的架构,

java定义了三种级别的class,分别为bootstrap class,extend class,user class.

其中user class限制规则最复杂.在user class中可执行的jar包,更包含独立安全规则.所以解决方案基于java三种不同级别的class扩展机制,有三种不同的方案.

4.1 bootstrap class扩展方案

java 命令行提供了如何扩展bootstrap 级别class的简单方法.

-xbootclasspath:基本核心的java class 搜索路径.不常用,否则要重新写所有java 核心class

-xbootclasspath/a: 后缀在核心class搜索路径后面.常用.

-xbootclasspath/p:前缀在核心class搜索路径前面.不常用,避免引起不必要的冲突.

语法如下:

java ?xbootclasspath/a:/path/myclass/account.jar: -jar yourself.jar(unix用:号隔开)

java ?xbootclasspath:/d:/myclass/account.jar; -jar yourself.jar(window用;号隔开)

4.2 extend class 扩展方案

java exten class 存放在{java_home}jrelibext 目录下.当调用java时,对扩展class路径的搜索是自动的.总会搜索的.这样,解决的方案就很简单了,将所有要使用的第三方的jar包都复制到ext 目录下.

4.3 user class扩展方案

当使用-jar执行可执行jar包时,jvm将jar包所在目录设置为codebase目录,所有的class搜索都在这个目录下开始.所以如果使用了其他第三方的jar包,一个比较可以接受的可配置方案,就是利用jar包的manifest扩展机制.步骤如下

1.将需要的第三方的jar包,复制在同可执行jar所在的目录或某个子目录下.

比如:jar 包在 d:crmluncher.jar 那么你可以把所有jar包复制到d:crm目录下或d:crmlib 子目录下.

2.修改manifest 文件

在manifest.mf文件里加入如下行

class-path:classes12.jar lib/class12.jar

class-path 是可执行jar包运行依赖的关键词.详细内容可以参考http://java.sun.com/docs/books/tutorial/ext/index.html

另外编写自己的classloader,来动态载入class,是更加复杂和高级技术.限于篇幅,不赘述.有兴趣了解可以去google一下custom classloader

4.4 推荐方案 4.1，扩展性非常好．

五、总结

java的安全机制随不同的jdk版本有不同的变化,会影响很多核心class,比如thread,所以很多大型商业软件,要求jdk的版本很严格.部分原因也在此.这也要求在发布自己编写的应用时候,不管大小,都要说明开发和测试的jdk版本.

本文所测试基于jdk 1.4.1_03 for windows 。