不会吧，有人用了两年Spring, 居然不知道包扫描是怎么实现的

系统管理员 2023-02-26 02:18 101阅读 0赞

# 全栈的自我修养: 0004 Java 包扫描实现和应用(File篇) #

> I may not be able to change the past, but I can learn from it.  
>   
> 我也许不能改变过去发生的事情，但能向过去学习。  
>

### 文章目录 ###

*  用途
 *  思路
 *  一些小功能
 *  简要设计
 *  具体实现
 *   *  1. 将包路径转换为文件路径
     *  2. 获取真实的路径
     *  3. 识别文件，并进行递归遍历
 *  测试
 *  完整代码

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

# 用途 #

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 #

在一开始的我们为了上传文件和下载文件这种需求，请求会在程序运行的时候去获取当前项目运行的父路径是什么，比如下面的代码`使用Class类的getResource("").getPath()获取当前.class文件所在的路径`, 或者使用 `File` 来实现

//实例化一个File对象。参数不同时，获取的最终结果也不同, 这里可以将 path 替换为要扫描的包路劲 例如 org/example
    String path = "";
    
    File directory = new File(path); 
    //获取标准路径。该方法需要放置在try/catch块中，或声明抛出异常
    directory.getCanonicalPath();
    //获取绝对路径
    directory.getAbsolutePath();

其中传入指定路径

Enumeration<URL> resources = Thread.currentThread().getContextClassLoader().getResources("org/example");
    
    while (resources.hasMoreElements()) { 
      URL url = resources.nextElement();
      System.out.println(url.toString());
    }

输出为

file:/Users/zhangyunan/project/spring-demo/java8-demo/target/test-classes/org/example
    file:/Users/zhangyunan/project/spring-demo/java8-demo/target/classes/org/example

# 一些小功能 #

通过上面的代码，我们可以大概知道使用 `File` 遍历方式可以简单实现一部分包扫描，那我们定义个扫描器应该有的功能和特定吧

1.  可以根据指定的包进行扫描
2.  可以排除一些类或者包名
3.  可以过滤一些包或者类

关于过滤可以使用 `Java8` 的 `Predicate` 来实现，

# 简要设计 #

/** * class 扫描器 * * @author zhangyunan */
    public class ClassScanner { 
    
    
      /** * 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) { 
    
      }
    
      /** * Do scan all classes set. * * @return the set */
      public Set<Class<?>> doScanAllClasses() { 
        return null;
      }
    }

# 具体实现 #

## 1. 将包路径转换为文件路径 ##

当我们要扫描一个 `org.example` 包时，首先将其转换为文件格式 `org/example`, 来使用`File` 遍历方式

String basePackage = "org.example";
    // 如果最后一个字符是“.”，则去掉
    if (basePackage.endsWith(".")) { 
      basePackage = basePackage.substring(0, basePackage.lastIndexOf('.'));
    }
    // 将包名中的“.”换成系统文件夹的“/”
    String basePackageFilePath = basePackage.replace('.', '/');

## 2. 获取真实的路径 ##

Enumeration<URL> resources = Thread.currentThread().getContextClassLoader().getResources(basePackageFilePath);
    
    while (resources.hasMoreElements()) { 
      URL resource = resources.nextElement();
    
    }

这里需要关注下 `resource` 的类型, 如果是 `File` 和 `Jar` 则进行解析，这篇文章主要进行 `File` 操作

## 3. 识别文件，并进行递归遍历 ##

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, recursive);
    }

# 测试 #

项目结构

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3p5bmRldg_size_16_color_FFFFFF_t_70]

@Test
    public void testGetPackageAllClasses() throws IOException, ClassNotFoundException { 
    
      Predicate<String> packagePredicate = s -> true;
    
      ClassScanner scanner = new ClassScanner("org.example", true, packagePredicate, null);
      Set<Class<?>> packageAllClasses = scanner.doScanAllClasses();
      packageAllClasses.forEach(it -> { 
        System.out.println(it.getName());
      });
    }

结果

org.example.ClassScannerTest
    org.example.mapper.UserMapper
    org.example.App
    org.example.ClassScanner

# 完整代码 #

import java.io.File;
    import java.io.FileFilter;
    import java.io.IOException;
    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;
    
    /** * 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, recursive);
          }
        }
    
        return classes;
      }
    
      /** * 在文件夹中扫描包和类 */
      private void doScanPackageClassesByFile(Set<Class<?>> classes, String packageName, String packagePath,
        boolean recursive) throws ClassNotFoundException { 
        // 转为文件
        File dir = new File(packagePath);
        if (!dir.exists() || !dir.isDirectory()) { 
          return;
        }
        final boolean fileRecursive = recursive;
        // 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 (!fileRecursive) { 
              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(), recursive);
          } 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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