sonar-scanner的执行流程和对ClassLoader,动态代理的使用

最近项目上使用了sonarqube来提供静态代码检查的服务,在看sonar-scanner的源码的时候,发现sonar-scanner用来分析的jar包是从sonar的服务器上下载下来的,使用自定义的ClassLoader来加载这些从服务器上下载下来的jar包,然后使用了jdk的动态代理来创建了一个启动器类,然后使用这个启动器调用了sonar提供的Batch API启动了代码分析

Sonar的scanner中对ClassLoader和JDK的动态代理的使用,是ClassLoader的一个比较典型的应用场景,本文会以sonar-scanner的源码分析来说明soanr-scanner是如何使用ClassLoader和JDK的动态代理的

sonar的scanner是如何启动的

不管是soanr-scanner的客户端,还是maven插件,gradle插件sonar-scanner执行分析的方式都是调用了sonar-scanner-api这个jar包中的类,创建了一个EmbeddedScanner来执行分析的,如果我们手动调用的话,代码大概是这样的:

package com.jiaoyiping.baseproject.sonar;

import org.sonarsource.scanner.api.EmbeddedScanner;
import org.sonarsource.scanner.api.LogOutput;
import org.sonarsource.scanner.api.ScanProperties;
import org.sonarsource.scanner.api.StdOutLogOutput;

import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;

/**
 * Created with Intellij IDEA
 *
 * @author: jiaoyiping
 * Mail: jiaoyiping@gmail.com
 * Date: 2018/08/02
 * Time: 21:49
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 */

public class SonarScannerDemo {

private static LogOutput logOutput = new StdOutLogOutput();

//sonar的配置
private static Map<String, String> sonarPropertiesMap = new LinkedHashMap<String, String>() {{
    put("sonar.host.url", "http://192.168.1.101:9000/sonar");
    put("sonar.sourceEncoding", "UTF-8");
    put("sonar.login", "xxxxxxxx8ca15ed386d08ffac90ad4efdb9a3");

}};

//项目代码的配置
private static Map<String, String> projectSettingMap = new LinkedHashMap<String, String>() {{
    put(ScanProperties.PROJECT_KEY, "abcdef");
    put(ScanProperties.PROJECT_BASEDIR, "D:\temp\stateless4j");
    put(ScanProperties.PROJECT_SOURCE_DIRS, "src\main\java");
    put(ScanProperties.PROJECT_SOURCE_ENCODING, "UTF-8");
    put("sonar.java.binaries", "target\classes");
    put("sonar.java.source", "src\main\java");

}};

public static void main(String[] args) {
    //使用sonar的分析器来分析代码
    //规则从服务器下载
    //分析的结果再上传到服务器上去

    EmbeddedScanner scanner = EmbeddedScanner.create("Gradle", "6.7.4", logOutput);
    scanner.addGlobalProperties(sonarPropertiesMap);
    scanner.start();
    scanner.execute(projectSettingMap);


	}
}    

创建了一个EmbeddedScanner,然后设置全局属性,然后调用这个scanner的start方法,然后传入项目相关的一些属性来执行分析

其中start方法的作用是使用上边的全局属性中的soanr服务器的信息,从服务器上下载相关的jar包,并使用JDK的动态代理来创建相应的启动器对象,所以,这一部分是我们主要要看的(soanr执行分析的部分,涉及到了一个在sonar中很重要的设计模式,就是visitor模式,这里不进行分析,以后的文章会分析这一部分)

在EmbeddedScanner的create工厂方法里,创建了IsolatedLauncherFactory的实例,在IsolatedLauncherFactory 的createLauncher方法中,执行了下载jar包和使用动态代理创建launcher的方法

接下来,我们看jarDownloader是如何下载jar包的:

getbootstrapIndexDownloader.getIndex()会去获取可以下载的jar包的名称和hash值:

我们用浏览器来调用这个地址,可以看到返回的内容就是jar包的名称和hash值

fileCache.get()方法会调用ScannerFileDownloader的download方法将jar包下载下来(参考上边的代码截图)

下载完jar包之后,就是根据下载的jar包来创建一个classLoader,其实就是创建了一个自定义的继承了UrlClassLoader的IsolatedClassloader,然后把我们下载下来的jar包转化为url,添加到calssLoader里边去,这样,我们从这个classLoader来加载对应的类的时候,就能加载到我们下载下来的jar包中的类(ClassLoader工作的方法是首先让父类去加载,父类加载不到,抛出异常的时候,再尝试调用自己的findClass去加载,但是sonar-scanner中的ClassLoader的实现偷了一个懒,直接将url添加到父类UrlClassLoader的url列表里去了,但是加载的效果是一样的)

以下是IsolatedLauncherFactory的 createClassLoader方法

接下来就是调用IsolatedLauncherProxy这个类的create方法来生成launcher了
IsolatedLauncherFactory的createLauncher方法调用了这个类,使用了我们刚才生成的ClassLoader

cl = createClassLoader(jarFiles, rules);
IsolatedLauncher objProxy = IsolatedLauncherProxy.create(cl, IsolatedLauncher.class, launcherImplClassName, logger);

launcherImplClassName通过定义在IsolatedLauncherFactory中的一个字符串常量,在构造方法中设置的

IsolatedLauncherProxy的实现代码如下,是一个典型的使用JDK的动态代理的代码,通过传入的ClassLoader,和要生成的类的名称org.sonarsource.scanner.api.internal.batch.BatchIsolatedLauncher,我们生成了BatchIsolatedLauncher的实例,这个BatchIsolatedLauncher调用了sonar提供的Batch类,传入相应的参数,实现了代码的静态检查这个功能:

package org.sonarsource.scanner.api.internal;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException;
import org.sonarsource.scanner.api.internal.cache.Logger;

public class IsolatedLauncherProxy implements InvocationHandler {
  private final Object proxied;
  private final ClassLoader cl;
  private final Logger logger;

  private IsolatedLauncherProxy(ClassLoader cl, Object proxied, Logger logger) {
    this.cl = cl;
    this.proxied = proxied;
    this.logger = logger;
  }

  public static <T> T create(ClassLoader cl, Class<T> interfaceClass, String proxiedClassName, Logger logger) throws ReflectiveOperationException {
    Object proxied = createProxiedObject(cl, proxiedClassName);
    // interfaceClass needs to be loaded with a parent ClassLoader (common to both ClassLoaders)
    // In addition, Proxy.newProxyInstance checks if the target ClassLoader sees the same class as the one given
    Class<?> loadedInterfaceClass = cl.loadClass(interfaceClass.getName());
    return (T) create(cl, proxied, loadedInterfaceClass, logger);
  }

  public static <T> T create(ClassLoader cl, Object proxied, Class<T> interfaceClass, Logger logger) {
    Class<?>[] c = {interfaceClass};
    return (T) Proxy.newProxyInstance(cl, c, new IsolatedLauncherProxy(cl, proxied, logger));
  }

  @Override
  public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
    ClassLoader initialContextClassLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();

    try {
      Thread.currentThread().setContextClassLoader(cl);
      logger.debug("Execution " + method.getName());
      return method.invoke(proxied, args);
    } catch (UndeclaredThrowableException | InvocationTargetException e) {
      throw unwrapException(e);
    } finally {
      Thread.currentThread().setContextClassLoader(initialContextClassLoader);
    }
  }

  private static Throwable unwrapException(Throwable e) {
    Throwable cause = e;

    while (cause.getCause() != null) {
      if (cause instanceof UndeclaredThrowableException || cause instanceof InvocationTargetException) {
        cause = cause.getCause();
      } else {
        break;
      }
    }
    return cause;
  }

  private static Object createProxiedObject(ClassLoader cl, String proxiedClassName) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException {
    Class<?> proxiedClass = cl.loadClass(proxiedClassName);
    return proxiedClass.newInstance();
  }
}

整个soanr-scanner的启动的流程就是上边写到的这些东西,设计的很巧妙,我们客户端使用的时候,只需要依赖一个 sonar-scanner-api即可,分析代码需要的jar包,会从sonar的服务器上去下载,然后本地分析完成之后的结果,又会上传到服务器上去进行图表展示,这样我们自己写的分析规则,只要上传到服务器上去即可,真正执行分析的时候,sonar-scanner会从服务器上去下载,因为有一部分jar包要到服务器上去下载,而这些jar包又是不固定的,有可能会变化,这样,使用一个自定义的ClassLoader来加载这些jar包就是很自然的事情了

而使用JDK的动态代理,我们不仅创建了一个使用了之前的ClasLloader加载的类的对象,而且在这个对象的方法执行前设置了ContextClassLoader,在方法执行后,又将之前的CalssLoader给还原回来