Trong thời gian chạy, tìm tất cả các lớp trong một ứng dụng Java mở rộng một lớp cơ sở

Tôi muốn làm một cái gì đó như thế này:

List<Animal> animals = new ArrayList<Animal>();

for( Class c: list_of_all_classes_available_to_my_app() )
   if (c is Animal)
      animals.add( new c() );

Vì vậy, tôi muốn xem xét tất cả các lớp trong vũ trụ của ứng dụng của mình và khi tôi tìm thấy một lớp xuất phát từ Animal, tôi muốn tạo một đối tượng mới thuộc loại đó và thêm nó vào danh sách. Điều này cho phép tôi thêm chức năng mà không phải cập nhật danh sách các thứ. Tôi có thể tránh những điều sau đây:

List<Animal> animals = new ArrayList<Animal>();
animals.add( new Dog() );
animals.add( new Cat() );
animals.add( new Donkey() );
...

Với cách tiếp cận trên, tôi có thể chỉ cần tạo một lớp mới mở rộng Animal và nó sẽ tự động được chọn.

CẬP NHẬT: 16/10/2008 9:00 sáng Giờ chuẩn Thái Bình Dương:

Câu hỏi này đã tạo ra rất nhiều câu trả lời tuyệt vời - cảm ơn bạn. Từ các phản hồi và nghiên cứu của tôi, tôi đã thấy rằng những gì tôi thực sự muốn làm là không thể thực hiện được trong Java. Có nhiều cách tiếp cận, chẳng hạn như cơ chế ServiceLoader của ddimitrov có thể hoạt động - nhưng chúng rất nặng đối với những gì tôi muốn và tôi tin rằng tôi chỉ đơn giản chuyển vấn đề từ mã Java sang tệp cấu hình bên ngoài. Cập nhật 5/10/19 (11 năm sau!) Hiện tại có một số thư viện có thể trợ giúp việc này theo câu trả lời org.reflections của @ IvanNik có vẻ tốt. Ngoài ra ClassGraph từ câu trả lời của @Luke Hutchison có vẻ thú vị. Có nhiều khả năng hơn trong các câu trả lời là tốt.

Một cách khác để nói lên những gì tôi muốn: một hàm tĩnh trong lớp Animal của tôi tìm và khởi tạo tất cả các lớp kế thừa từ Animal - mà không cần thêm bất kỳ cấu hình / mã hóa nào. Nếu tôi phải cấu hình, tôi cũng có thể khởi tạo chúng trong lớp Animal. Tôi hiểu điều đó bởi vì một chương trình Java chỉ là một liên kết lỏng lẻo của các tệp. Class, chính là như vậy.

Thật thú vị, có vẻ như điều này khá tầm thường trong C #.

Tôi sử dụng org.reflections :

Reflections reflections = new Reflections("com.mycompany");    
Set<Class<? extends MyInterface>> classes = reflections.getSubTypesOf(MyInterface.class);

Một vi dụ khac:

public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException, InstantiationException {
    Reflections reflections = new Reflections("java.util");
    Set<Class<? extends List>> classes = reflections.getSubTypesOf(java.util.List.class);
    for (Class<? extends List> aClass : classes) {
        System.out.println(aClass.getName());
        if(aClass == ArrayList.class) {
            List list = aClass.newInstance();
            list.add("test");
            System.out.println(list.getClass().getName() + ": " + list.size());
        }
    }
}

Cách Java để làm những gì bạn muốn là sử dụng cơ chế ServiceLoader .

Ngoài ra, nhiều người tự cuộn mình bằng cách có một tệp ở một vị trí đường dẫn nổi tiếng (ví dụ /META-INF/service/myplugin.properies) và sau đó sử dụng ClassLoader.getResource () để liệt kê tất cả các tệp có tên này từ tất cả các tệp. Điều này cho phép mỗi jar xuất các nhà cung cấp riêng của mình và bạn có thể khởi tạo chúng bằng cách phản chiếu bằng Class.forName ()

Hãy suy nghĩ về điều này từ quan điểm định hướng theo khía cạnh; những gì bạn muốn làm, thực sự, là biết tất cả các lớp trong thời gian chạy đã mở rộng lớp Animal. (Tôi nghĩ đó là một mô tả chính xác hơn một chút về vấn đề của bạn so với tiêu đề của bạn; nếu không, tôi không nghĩ bạn có câu hỏi về thời gian chạy.)

Vì vậy, điều tôi nghĩ rằng bạn muốn là tạo một hàm tạo của lớp cơ sở (Animal) để thêm vào mảng tĩnh của bạn (tôi thích ArrayLists, bản thân tôi, nhưng với mỗi lớp của chúng) loại Lớp hiện tại đang được khởi tạo.

Vì vậy, đại khái;

public abstract class Animal
    {
    private static ArrayList<Class> instantiatedDerivedTypes;
    public Animal() {
        Class derivedClass = this.getClass();
        if (!instantiatedDerivedClass.contains(derivedClass)) {
            instantiatedDerivedClass.Add(derivedClass);
        }
    }

Tất nhiên, bạn sẽ cần một hàm tạo tĩnh trên Animal để khởi tạo tức thờiDeriveClass ... Tôi nghĩ rằng điều này sẽ làm những gì bạn có thể muốn. Lưu ý rằng đây là phụ thuộc đường dẫn thực hiện; nếu bạn có một lớp Dog xuất phát từ Animal mà không bao giờ được gọi, bạn sẽ không có nó trong danh sách Lớp Thú của bạn.

Thật không may, điều này không hoàn toàn khả thi vì ClassLoader sẽ không cho bạn biết những lớp nào có sẵn. Tuy nhiên, bạn có thể khá gần gũi khi làm một cái gì đó như thế này:

for (String classpathEntry : System.getProperty("java.class.path").split(System.getProperty("path.separator"))) {
    if (classpathEntry.endsWith(".jar")) {
        File jar = new File(classpathEntry);

        JarInputStream is = new JarInputStream(new FileInputStream(jar));

        JarEntry entry;
        while( (entry = is.getNextJarEntry()) != null) {
            if(entry.getName().endsWith(".class")) {
                // Class.forName(entry.getName()) and check
                //   for implementation of the interface
            }
        }
    }
}

Chỉnh sửa: johnstok là chính xác (trong các bình luận) rằng điều này chỉ hoạt động cho các ứng dụng Java độc lập và sẽ không hoạt động trong một máy chủ ứng dụng.

Bạn có thể sử dụng ResolverUtil ( nguồn thô ) từ Khung sọc
nếu bạn cần một cái gì đó đơn giản và nhanh chóng mà không cần cấu trúc lại bất kỳ mã hiện có nào.

Đây là một ví dụ đơn giản không tải bất kỳ lớp nào:

package test;

import java.util.Set;
import net.sourceforge.stripes.util.ResolverUtil;

public class BaseClassTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ResolverUtil<Animal> resolver = new ResolverUtil<Animal>();
        resolver.findImplementations(Animal.class, "test");
        Set<Class<? extends Animal>> classes = resolver.getClasses();

        for (Class<? extends Animal> clazz : classes) {
            System.out.println(clazz);
        }
    }
}

class Animal {}
class Dog extends Animal {}
class Cat extends Animal {}
class Donkey extends Animal {}

Điều này cũng hoạt động trong một máy chủ ứng dụng vì đó là nơi nó được thiết kế để hoạt động;)

Mã về cơ bản thực hiện như sau:

• Lặp lại tất cả các tài nguyên trong (các) gói bạn chỉ định
• chỉ giữ lại các tài nguyên kết thúc bằng. class
• Tải các lớp đó bằng cách sử dụng ClassLoader#loadClass(String fullyQualifiedName)
• Kiểm tra nếu Animal.class.isAssignableFrom(loadedClass);

Cơ chế mạnh nhất để liệt kê tất cả các lớp con của một lớp nhất định hiện tại là ClassGraph , vì nó xử lý mảng rộng nhất có thể của các cơ chế đặc tả đường dẫn lớp , bao gồm cả hệ thống mô-đun JPMS mới. (Tôi là tác giả.)

List<Class<Animal>> animals;
try (ScanResult scanResult = new ClassGraph().whitelistPackages("com.zoo.animals")
        .enableClassInfo().scan()) {
    animals = scanResult
        .getSubclasses(Animal.class.getName())
        .loadClasses(Animal.class);
}

Java tự động tải các lớp, vì vậy vũ trụ của các lớp sẽ chỉ là các lớp đã được tải (và chưa được tải). Có lẽ bạn có thể làm một cái gì đó với một trình nạp lớp tùy chỉnh có thể kiểm tra các siêu kiểu của mỗi lớp được tải. Tôi không nghĩ rằng có một API để truy vấn tập hợp các lớp được tải.

dùng cái này

public static Set<Class> getExtendedClasses(Class superClass)
{
    try
    {
        ResolverUtil resolver = new ResolverUtil();
        resolver.findImplementations(superClass, superClass.getPackage().getName());
        return resolver.getClasses();  
    }
    catch(Exception e)
    {Log.d("Log:", " Err: getExtendedClasses() ");}

    return null;
}

getExtendedClasses(Animals.class);

Biên tập:

• thư viện cho (ResolverUtil): Sọc

Cảm ơn tất cả những người đã trả lời câu hỏi này.

Có vẻ như đây thực sự là một hạt cứng để crack. Tôi đã kết thúc việc từ bỏ và tạo ra một mảng tĩnh và getter trong lớp cơ sở của tôi.

public abstract class Animal{
    private static Animal[] animals= null;
    public static Animal[] getAnimals(){
        if (animals==null){
            animals = new Animal[]{
                new Dog(),
                new Cat(),
                new Lion()
            };
        }
        return animals;
    }
}

Có vẻ như Java không được thiết lập để tự khám phá theo cách của C #. Tôi cho rằng vấn đề là vì một ứng dụng Java chỉ là một tập hợp các tệp. Class trong một thư mục / tệp jar ở đâu đó, nên thời gian chạy không biết về một lớp cho đến khi nó được tham chiếu. Vào thời điểm đó, trình tải tải nó - điều tôi đang cố gắng khám phá nó trước khi tôi tham chiếu nó, điều này là không thể nếu không đi ra hệ thống tập tin và tìm kiếm.

Tôi luôn thích mã có thể tự khám phá thay vì tôi phải nói về nó, nhưng than ôi điều này cũng hoạt động.

Cảm ơn một lần nữa!

Sử dụng OpenPojo bạn có thể làm như sau:

String package = "com.mycompany";
List<Animal> animals = new ArrayList<Animal>();

for(PojoClass pojoClass : PojoClassFactory.enumerateClassesByExtendingType(package, Animal.class, null) {
  animals.add((Animal) InstanceFactory.getInstance(pojoClass));
}

Đây là một vấn đề khó khăn và bạn sẽ cần tìm hiểu thông tin này bằng phân tích tĩnh, nó không có sẵn dễ dàng khi chạy. Về cơ bản có được đường dẫn lớp của ứng dụng của bạn và quét qua các lớp có sẵn và đọc thông tin mã byte của một lớp mà lớp mà nó kế thừa. Lưu ý rằng một con chó lớp có thể không được thừa kế trực tiếp từ Động vật nhưng có thể thừa hưởng từ Pet, lần lượt được thừa hưởng từ Động vật, vì vậy bạn sẽ cần theo dõi thứ bậc đó.

Một cách là làm cho các lớp sử dụng một bộ khởi tạo tĩnh ... Tôi không nghĩ chúng được kế thừa (nó sẽ không hoạt động nếu có):

public class Dog extends Animal{

static
{
   Animal a = new Dog();
   //add a to the List
}

Nó yêu cầu bạn thêm mã này vào tất cả các lớp liên quan. Nhưng nó tránh được một vòng lặp xấu xí lớn ở đâu đó, kiểm tra mọi lớp học tìm kiếm trẻ em của Animal.

Tôi đã giải quyết vấn đề này một cách khá thanh lịch bằng cách sử dụng Chú thích cấp độ gói và sau đó làm cho chú thích đó có một danh sách các lớp.

Tìm các lớp Java thực hiện một giao diện

Việc triển khai chỉ cần tạo một gói-info.java và đặt chú thích ma thuật vào danh sách các lớp mà chúng muốn hỗ trợ.