如何获取一个类的所有对象实例

如何在运行时获取一个Java类的所有对象实例呢？这个类可能是任何一个类，既不是单例，也不一定是由Spring管理，也不提供静态方法，有的时候还不能修改其代码，这里给大家介绍一种底层实现的方式，基于jvmti，代码用C++实现。

首先写一个java类，包含native方法，传入Class参数，返回所有Object[]实例

java 复制代码

   public class InstancesOfClass {

    /**
     * native方法 : 返回所有的实例对象
     * @param targetClass 需要查询实例的Class
     * @return
     */
    public static native Object[] getInstances(Class<?> targetClass);
    }
}

用javah生成.h文件，然后用jni实现cpp部分

C++ 复制代码

static jvmtiIterationControl JNICALL objectInstanceCallback(jlong class_tag, jlong size, jlong* tag_ptr, void* user_data) {
    *tag_ptr = 1;
    return JVMTI_ITERATION_CONTINUE;
}

JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_com_liubs_findinstances_jvmti_InstancesOfClass_getInstances(JNIEnv* env, jclass clazz, jclass targetClazz) {
    JavaVM* vm;
    env->GetJavaVM(&vm);

    jvmtiEnv* jvmti;
    vm->GetEnv((void**)&jvmti, JVMTI_VERSION_1_0);

    jvmtiCapabilities capabilities = {0};
    capabilities.can_tag_objects = 1;
    jvmti->AddCapabilities(&capabilities);

    jvmti->IterateOverInstancesOfClass(targetClazz, JVMTI_HEAP_OBJECT_EITHER,
                                       objectInstanceCallback, NULL);

    jlong tag = 1;
    jint count;
    jobject* instances;
    jvmti->GetObjectsWithTags(1, &tag, &count, &instances, NULL);

    printf("Found %d objects with tag\n", count);

    // 转换 std::vector<jobject> 为 jobjectArray 并返回
    jobjectArray result = env->NewObjectArray(count, targetClazz, NULL);
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        env->SetObjectArrayElement(result, i, instances[i]);
    }

    jvmti->Deallocate((unsigned char*)instances);
    return result;
}

再用gcc/g++编译得到链接库二进制文件，mac生成的dylib，linux生成的是.so，windows生成的是.dll，然后就可以加载动态链接库文件，调用native函数了

java 复制代码

public class InstancesOfClass {
    static {
        String nativeLib = null;
        String osName = System.getProperty("os.name").toLowerCase();
        if(osName.contains("mac")) {
            nativeLib = "findins.dylib";
        }else if(osName.contains("linux")) {
            nativeLib = "findins.so";
        }else if(osName.contains("windows")) {
            nativeLib = "findins.dll";
        }
        if(null == nativeLib) {
            throw new UnsupportedOperationException("不支持当前操作系统");
        }
        URL nativeLibURL = InstancesOfClass.class.getClassLoader().getResource(nativeLib);
        System.load(nativeLibURL.getPath());
    }
}

这里是一个调用测试的例子，生成的对象和通过类获取所有的对象进行对比
测试例子如下：

java 复制代码

class A{}
class B{}

public class TestInstancesOfClass {

    private static <T> boolean isEqual(List<T> list, Object[] insts){
        if(null == list && null == insts){
            return true;
        }
        if(null == list || null == insts || list.size() != insts.length) {
            return false;
        }

        //先按hashcode排个序
        list.sort(Comparator.comparingInt(Object::hashCode));
        List<Object> list2 = Arrays.stream(insts).sorted(Comparator.comparingInt(Object::hashCode)).collect(Collectors.toList());

        //每一个对象一定是全等
        for(int i = 0,len=list.size();i<len ;i++) {
            if(list.get(i) != list2.get(i)) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int count = 10;

        List<A> insts1 = new ArrayList<>();
        for(int i = 0; i<count;i++) {
            insts1.add(new A());
        }
        Object[] insts1_find = InstancesOfClass.getInstances(A.class);
        System.out.println(insts1);
        System.out.println(Arrays.asList(insts1_find));
        System.out.println("A的所有对象实例是否一致："+isEqual(insts1,insts1_find));


        List<B> insts2 = new ArrayList<>();
        for(int i = 0; i<count;i++) {
            insts2.add(new B());
        }
        Object[] insts2_find = InstancesOfClass.getInstances(B.class);
        System.out.println(insts2);
        System.out.println(Arrays.asList(insts2_find));
        System.out.println("B的所有对象实例是否一致："+isEqual(insts2,insts2_find));
    }

}

结果输出如下：

kotlin 复制代码

[A@566776ad, A@6108b2d7, A@1554909b, A@6bf256fa, A@6cd8737, A@22f71333, A@13969fbe, A@6aaa5eb0, A@3498ed, A@1a407d53]
[A@566776ad, A@6108b2d7, A@1554909b, A@6bf256fa, A@6cd8737, A@22f71333, A@13969fbe, A@6aaa5eb0, A@3498ed, A@1a407d53]
A的所有对象实例是否一致：true
[B@62043840, B@5315b42e, B@2ef9b8bc, B@5d624da6, B@1e67b872, B@60addb54, B@3f2a3a5, B@4cb2c100, B@6fb554cc, B@614c5515]
[B@62043840, B@5315b42e, B@2ef9b8bc, B@5d624da6, B@1e67b872, B@60addb54, B@3f2a3a5, B@4cb2c100, B@6fb554cc, B@614c5515]
B的所有对象实例是否一致：true

我把这个功能做成了一个maven依赖，直接引入依赖，然后调用InstancesOfClass.getInstance(Class<?> targetClass)函数即可

xml 复制代码

<dependency>
   <groupId>io.github.liubsyy</groupId>
  <artifactId>FindInstancesOfClass</artifactId>
   <version>1.0.1</version>
</dependency>

详细源码: github.com/Liubsyy/Fin...