Java中如何正确地从类路径中获取资源

原创
2014/07/21 19:57
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## 从类路径中获取资源

这里所说的资源,可以是任何文件,包括配置文件、脚本、图片等。Java 有能力从类路径中查找获取资源,可将资源放在 CLASSPATH 里,也可打包到 Jar 中。

Java 可通过以下几种方法来访问资源:

  • Class 的 getResource 方法
  • ClassLoader 的 getResource 方法
  • ClassLoader 的 getSystemResource 静态方法

在使用中,Class 可通过直接引用类的 class 属性而获得,或是通过实例的 getClass() 方法来获得。获取 ClassLoader 的方式则比较多,常见以下几种:

  • 调用 Class 的 getClassLoader 方法,如:getClass().getClassLoader()
  • 由当前线程获取 ClassLoader:Thread.currentThread().getContextClassLoader()
  • 获取系统 ClassLoader: ClassLoader.getSystemClassLoader()

不过,若是对 Java 的 ClassLoader 概念不太了解,最好还是尽量避免使用它。

## Class.getResource 与 ClassLoader.getResource 的区别

这两种方式,都接受一个字符串形式的路径表达式,即资源名,并返回找到的资源的 URL。两种方式都可用来定位资源,在网络上流传的文章中,两者都是常见的。实际上,Class 的 getResource 方法也调用了 ClassLoader 的 getResource 方法,但两者有着很大的不同,不了解这两种方法的区别,就容易造成隐患。隐患经常比编写时就出错要可怕得多,因为它在一定场合下是正常的,不容易被发现。

两者最大的区别,是从哪里开始寻找资源。ClassLoader 并不关心当前类的包名路径,它永远以 classpath 为基点来定位资源。而 Class.getResource 则不同,如果资源名是绝对路径(以"/"开头),它会将开头的"/"去除,然后调用 ClassLoader 的 getResource 方法来寻找资源;如果资源名是相对路径,它会在当前的包路径下面寻找资源。

举例来说,假设我们有一个类:test.App (包名为 test),并且在 test 包下有一个与类名同名的 js 文件,名为 App.js。如果用 ClassLoader 来获取这个 js 文件,应该这样写:

App.class.getClassLoader().getResource("test/App.js");

如果用 Class 的 getResource 方法,则有两种写法:

  • 使用相对路径:
    App.class.getResource("App.js");
  • 使用绝对路径:
    App.class.getResource("/test/App.js");

从上面的例子,可以看出两者之间巨大的区别。有些人从网络上复制类似的代码,看看不能正确运行,就开始尝试在资源名前加上 "/",或是去掉开头的 "/",试成功了,便算完工,这绝非正道。

Class 与 ClassLoader 的 getResource 方法还有其它一些不同,对 Class 的 getResource 方法来说,若传入的是相对路径,它还会尝试做包名与路径名的转换。查看 Class.getResource 方法的源码,可以看到它首先对资源名调用了 resolveName 方法,然后再调用 ClassLoader 的 getResource 方法来完成资源的定位。

## 测试代码

作为演示,我写了以下代码来展示 Class 与 ClassLoader 的 getResource 方法的输出:

/**
 * Copyright (c) 2014 Chen Zhiqiang <chenzhiqiang@mail.com>. Released under the MIT license.
 */
package test;

import java.net.URL;
import java.util.Enumeration;

/**
 * Tests for the use of {@link Class#getResource(String)} and
 * {@link ClassLoader#getResource(String)}.
 * 
 * @author Chen Zhiqiang <chenzhiqiang@mail.com>
 */
public class ClassResourceTest {
    Class<ClassResourceTest> cls = ClassResourceTest.class;
    ClassLoader ldr = cls.getClassLoader(); // Thread.currentThread().getContextClassLoader()

    public static void println(Object s) {
        System.out.println(s);
    }

    void showResource(String name) {
        println("## Test resource for: “" + name + "” ##");
        println(String.format("ClassLoader#getResource(\"%s\")=%s", name, ldr.getResource(name)));
        println(String.format("Class#getResource(\"%s\")=%s", name, cls.getResource(name)));
    }
    public final void testForResource() throws Exception {
        showResource("");
        showResource("/");
        showResource(cls.getSimpleName() + ".class");
        String n = cls.getName().replace('.', '/') + ".class";
        showResource(n);
        showResource("/" + n);
        showResource("java/lang/Object.class");
        showResource("/java/lang/Object.class");
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        println("java.class.path: " + System.getProperty("java.class.path"));
        println("user.dir: " + System.getProperty("user.dir"));
        println("");
        ClassResourceTest t = new ClassResourceTest();
        t.testForResource();
    }
}

编译上述代码,看看不同资源路径的输出结果。

## 打包为 Jar 包后的变化

现在,将上述代码编译后的结果打包成 Jar 文件,假设是 test.jar ,然后从这个 jar 包中运行上述代码,再看看输出结果,比较下与上面的输出有什么变化:

java -classpath test.jar test.ClassResourceTest

值得注意的几点:

  • Class.getResource("") 还有其它一些输出,结果是 jar:file:/some_path/test.jar!/some_path,而在打包为 Jar 之前,它们的输出形式是 file:/some_path...;
  • Class.getResource("/") 为 null,而在打包之前,该输出是 ClassResourceTest 的类路径;
  • ClassLoader.getResource("") 为 null,而在打包之前,该输出是 ClassResourceTest 的类路径;
  • 调用 ClassLoader.getResource 方法时,若资源名为绝对路径,不管是否打包,其输出结果为 null,至少在我这里是这样。

## 错误与陷阱

  • 使用 Class.getResource("/") 或 ClassLoader.getResource("") 来当作类路径的根。
    这是一种常见的错误,并在网络上广为流传。它们在打包成 Jar 包后,其结果会发生变化。
  • 获得 getResource 方法的输出后,简单地对结果调用 getFile 或 getPath,并把它当作文件路径来处理。
    资源有可能以文件和目录的形式位于类路径之中,但也可能打包进了 Jar 包或 Zip 包,你不能假设你的代码不会被打包。
  • 将绝对路径传给 ClassLoader 的 getResource 方法。
    网络上有人说,对于 ClassLoader 的 getResource 方法来说,资源名是否以 "/" 开头是一样的,然而,在我这里,ClassLoader 的 getResource 方法并不接受绝对路径,其输出结果为 null。

## 正确使用 getResource 方法

  • 避免使用 Class.getResource("/") 或 ClassLoader.getResource("")。

    你应该传入一个确切的资源名,然后对输出结果作计算。比如,如果你确实想获取当前类是从哪个类路径起点上执行的,以前面提到的 test.App 来说,可以调用 App.class.getResource(App.class.getSimpleName() + ".class")。如果所得结果不是 jar 协议的URL,说明 class 文件没有打包,将所得结果去除尾部的 "test/App.class",即可获得 test.App 的类路径的起点;如果结果是 jar 协议的 URL,去除尾部的 "!/test/App.class",和前面的 "jar:",即是 test.App 所在的 jar 文件的 url。

  • 如果要定位与某个类同一个包的资源,尽量使用那个类的getResource方法并使用相对路径。

    如前文所述,要获取与 test.App.class 同一个包下的 App.js 文件,应使用  App.class.getResource("App.js") 。当然,事无绝对,用 ClassLoader.getResource("test/App.js") 也可以,这取决于你所面对的问题是什么。

  • 如果对 ClassLoader 不太了解,那就尽量使用 Class 的 getResource 方法。

  • 如果不理解或无法确定该传给 Class.getResource 方法的相对路径,那就以类路径的顶层包路径为参考起点,总是传给它以 "/" 开头的路径吧。

  • 不要假设你的调试环境就是最后的运行环境。你的代码可能不打包,也可能打包,你得考虑这些情况,不要埋坑。

## getResources: 枚举资源

Java 的 CLASSPATH 是一个路径列表,因此,有可能在多个类路径中出现同样的资源名。如果要列举它们,可以使用 ClassLoader 的 getResources 方法。

下面的代码可以枚举所有的 "META-INF/MANIFEST.MF",你还可以观察到在类路径中哪些 jar 文件包含有该资源:

import java.net.URL;
import java.util.Enumeration;
public class Test {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ClassLoader ldr = Test.class.getClassLoader();
        System.out.println("## Test for getResources(‘META-INF/MANIFEST.MF’) ##");
        Enumeration<URL> urls = ldr.getResources("META-INF/MANIFEST.MF");
        while(urls.hasMoreElements())
            System.out.println(urls.nextElement());
    }
}

## 实例

下面的代码演示了如何正确获取代码的类路径起点:

/**
 * Copyright (c) 2014 Chen Zhiqiang <chenzhiqiang@mail.com>. Released under the MIT license.
 */
package test;

import java.io.File;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

/**
 * 演示如何获取当前类路径的起点
 * 
 * @author Chen Zhiqiang <chenzhiqiang@mail.com>
 */
public class AppDirTest {
	Classcls = AppDirTest.class;
	URL codeLocation = getCodeLocation();

	/**
	 * Get the code location.
	 * 
	 * Return the classpath where the code run from. The return url will be:
	 *   file:/path/my-app/calsses/ or file:/path/my-app/my-app.jar
	 *
	 * @return URL
	 */
	public URL getCodeLocation() {
		if (codeLocation != null)
			return codeLocation;
		// Get code location using the CodeSource
		codeLocation = cls.getProtectionDomain().getCodeSource().getLocation();
		if (codeLocation != null)
			return codeLocation;
		// If CodeSource didn't work, use {@link } Class.getResource instead.
		URL r = cls.getResource("");
		synchronized (r) {
			String s = r.toString();
			Pattern jar_re = Pattern.compile("jar:\\s?(.*)!/.*");
			Matcher m = jar_re.matcher(s);
			if (m.find()) { // the code is run from a jar file.
				s = m.group(1);
			} else {
				String p = cls.getPackage().getName().replace('.', '/');
				s = s.substring(0, s.lastIndexOf(p));
			}
			try {
				codeLocation = new URL(s);
			} catch (MalformedURLException e) {
				throw new RuntimeException(e);
			}
		}
		return codeLocation;
	}

	/**
	 * Get the class path root where the program startup, if run in a jar,
	 * return the jar file's parent path.
	 * 
	 * @return
	 */
	public String getAppDir() {
		File f = new File(getCodeLocation().getPath());
		return f.isFile() ? f.getParent() : f.getPath();
	}

	public static void main(String[] args) {
		AppDirTest t = new AppDirTest();
		System.out.println("code location: " + t.getCodeLocation());
		System.out.println("app dir: " + t.getAppDir());
	}

}

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