太长不看版：

  1. ClassLoader不同，instanceof恒定为false
  2. ClassLoader不同，子类不能强转为父类。
  3. PowerMock会使用自定义的MockClassLoader来加载一些类。为什么要这么做，目前没有深究。推测是为了实现@PrepareForTest注解的功能而做这个处理的。
  4. 使用@PowerMockIgnore注解就可以禁止MockClassLoader加载指定的类（包）

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问题描述

在这样的一个单元测试类中，我遇到了一个非常诡异的问题：

/**
 * The type XwIcuBizSkeleton4RegOnlyImplTest.
 *
 * @author Loy
 */
  @RunWith(PowerMockRunner.class)
  @PowerMockIgnore({"javax.management.*"})
  @PrepareForTest(SimpleHttpClient.class）
  public class XwIcuBiz4RegOnlyImplTest {
     // 略
  }

在运行时它会抛出这个异常：

Caused by: java.lang.ClassCastException: sun.management.OperatingSystemImpl cannot be cast to com.sun.management.OperatingSystemMXBean
at com.xxx.SystemDefaultMetricRegistry.appendJvm(SystemDefaultMetricRegistry.java:29)
at com.xxx.SystemDefaultMetricRegistry.(SystemDefaultMetricRegistry.java:17)

直接原因，是代码中使用了这样一行代码来做报警处理：

Monitor
    .fatal("ICU.RegisterOnly.REG_RESULT_REJECTED")
    .addTag("methodName", "BaseXwIcuBizSkeleton4PollImpl.afterPoll")
    .count(1);

这一行代码七拐八绕地，调用到了这一行代码：

final com.sun.management.OperatingSystemMXBean operatingSystemMXBean 
    = (com.sun.management.OperatingSystemMXBean) ManagementFactory.getOperatingSystemMXBean();

这也就是上面异常中所指向的、做了强制类型转换的地方。

但是吊诡的是，异常信息中提到的两个类（sun.management.OperatingSystemImpl和com.sun.management.OperatingSystemMXBean），是有继承关系的：OperatingSystemImpl实现了OperatingSystemMXBean接口，为什么子类无法强转为父类？

class OperatingSystemImpl 
extends BaseOperatingSystemImpl 
implements OperatingSystemMXBean {...}

追查原因

用断点跟踪到抛出异常的那行代码，借助IDEA的Evaluate Expression工具，我首先确定了几件事情：

  1. ManagementFactory.getOperatingSystemMXBean() 返回的的确是OperatingSystemImpl 的实例。

  2. ManagementFactory.getOperatingSystemMXBean() instanceof com.sun.management.OperatingSystemMXBean，返回值为false

  3. ManagementFactory.getOperatingSystemMXBean() instanceof sun.management.OperatingSystemImpl，返回值为true

然后，我到技术群里问了一嘴：

我：两个class不在同一个classLoader下的话，instanceof是不是一定是false？ 大佬：我印象中是

于是我又跑了两个表达式：

  1. sun.management.OperatingSystemImpl.class.getClassLoader()，返回值为null

  2. com.sun.management.OperatingSystemMXBean.class.getClassLoader()，返回值为MockClassLoader@xxxx，xxxx是一串数字。这里的MockClassLoader，是org.powermock.core.classloader.MockClassLoader。

综合上面五个表达式的运行结果，原因就很清楚了：这两个class，一个是在单元测试启动时，由BootStrap ClassLoader加载的；另一个是在运行到一半时，由PowerMock自定义的MockClassLoader加载的。ClassLoader不一样，导致了子类无法强转为父类。

解决方案

那么，要怎么解决这个问题呢？MockClassLoader的javadoc里有这样的说明：

The classloader loads and modified all classes except:

  1. system classes. They are deferred to system classloader
  2. classes that locate in packages that specified as packages to ignore with using addIgnorePackage(String…)

渣翻译下：

这个ClassLoader会加载并修改所有的类，除了以下两种类之外：

  1. 系统类。这些类会推给系统ClassLoader加载，而不会被MockClassLoader加载。
  2. 通过addIgnorePackage(String...)方法来指定了要忽略某个包，那么这个包下的类都不会被MockClassLoader加载。

所以，如果能告诉PowerMock某个类/包应该被MockClassLoader给ignore掉，这个问题应该就可以得到解决了。所谓七步之内必有解药，在MockClassLoader的包里看一圈，就能看到PowerMockIgnore这个注解，它的javadoc里也说明了：

This annotation tells PowerMock to defer the loading of classes with the names supplied to value() to the system classloader.

也渣翻译下：

这个注解的作用就是告诉PowerMock：在value中声明的类（包）应该推给系统的ClassLoader来处理。

so……在类开头加上@PowerMockIgnore({"javax.management.*", "com.sun.management.*", "sun.management.*"})就好了。

总结一下

  1. ClassLoader不同，instanceof恒定为false
  2. ClassLoader不同，子类不能强转为父类。

PowerMock会使用自定义的MockClassLoader来加载一些类。为什么要这么做，目前没有深究。推测是为了实现@PrepareForTest注解的功能而做这个处理的。 但就是它的这个特性，引发了ClassCastException。 使用@PowerMockIgnore注解就可以禁止MockClassLoader加载指定的类（包）。这样就可以把这些类都交给系统的ClassLoader，从而解决前面说的异常。