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最近在做類(lèi)隔離相關(guān)的一些工作，而恰恰之前協(xié)助開(kāi)發(fā)同學(xué)時(shí)也發(fā)現(xiàn)會(huì)遇到許多類(lèi)加載相關(guān)的異常，并且往往比較難定位與解決。這里簡(jiǎn)單做一個(gè)小總結(jié)。

類(lèi)加載

首先我們來(lái)捋一捋類(lèi)加載的基礎(chǔ)知識(shí)。

以上是大家比較熟悉的類(lèi)加載器模型，主要包含 3 種類(lèi)加載器：

•  BootstrapClassloader 根加載器，也就是系統(tǒng)類(lèi)加載器，加載核心庫(kù)，如 rt.jar。
•  ExtensionClassloader 擴(kuò)展類(lèi)加載器，主要加載/ext/下面的 jar 包
•  AppClassloader 離我們最近的類(lèi)加載器，負(fù)責(zé)加載 classpath 下的類(lèi)，開(kāi)發(fā)時(shí)候我們的代碼大部分由其加載。

此外我們比較需要知道的幾點(diǎn)：

•  一個(gè)類(lèi)是由 jvm 加載是通過(guò)類(lèi)加載器+全限定類(lèi)名確定唯一性的。
•  雙親委派，眾所周知，子加載器會(huì)盡量委托給父加載器進(jìn)行加載，父加載器找不到再自己加載
•  線程上下文類(lèi)加載，為了滿(mǎn)足 spi 等需求突破雙親委派機(jī)制，當(dāng)高層類(lèi)加載器想加載底層類(lèi)時(shí)通過(guò) Thread.contextClassLoader 來(lái)獲取當(dāng)前線程的類(lèi)加載器(往往是底層類(lèi)加載器)去加載類(lèi)。

ClassNotFoundException

ClassNotFoundException 表示類(lèi)找不到異常，是一種 Exception，通常發(fā)生在載入階段，當(dāng)開(kāi)發(fā)者主動(dòng)調(diào)用 Class.forName()、ClassLoader.loadClass()或 ClassLoader.findSystemClass()動(dòng)態(tài)加載指定類(lèi)時(shí)候，類(lèi)加載器就會(huì)去 classpath 下尋找類(lèi)，如果找不到就會(huì)拋出此錯(cuò)誤。

還有另外一種情況是當(dāng)一個(gè)類(lèi)已經(jīng)被某個(gè)類(lèi)加載器加載到內(nèi)存中，另外一個(gè)類(lèi)加載器試圖去加載時(shí)也會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。

ClassNotFoundException 是一個(gè) exception 類(lèi)，同時(shí)發(fā)生在主動(dòng)執(zhí)行動(dòng)態(tài)加載時(shí)，所以我們應(yīng)該去 catch 它，防止發(fā)生一些運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤。另外，關(guān)注公眾號(hào)Java技術(shù)棧，在后臺(tái)回復(fù)：JVM46，可以獲取一份 46 頁(yè)的 JVM 高清教程，非常齊全。

NoClassDefFoundError

NoClassDefFoundError 是一種和 ClassNotFoundException 很像的錯(cuò)誤，只不過(guò)它是更嚴(yán)重的 error 類(lèi)型。它發(fā)生在鏈接階段，表示 jvm 在編譯階段可以找到相應(yīng)的類(lèi)，但在執(zhí)行過(guò)程中卻找不到相應(yīng)的類(lèi)。

一種原因是由于在編譯后運(yùn)行前類(lèi)被更改或者刪除了。另外一種則是 classpath 本身被修改過(guò)了，這可以通過(guò)System.getProperty("java.classpath")來(lái)找到程序?qū)嶋H運(yùn)行的 classpath，或者通過(guò)-classpath 命令來(lái)指定正確的 classpath。

那如果是在 ide 中開(kāi)發(fā)，很多時(shí)候出現(xiàn)的情況是我們可以通過(guò) ide 編譯通過(guò)，但在實(shí)際運(yùn)行的 WEB-INF/lib 下卻是沒(méi)有的。所以排查的時(shí)候我們需要去實(shí)際的 war 包下面確定是否有類(lèi)。

NoSuchMethodError

我們還會(huì)遇到 NoSuchMethodError 錯(cuò)誤，它表示找不到方法，但找不到方法歸根結(jié)底是找到了不正確的類(lèi)。

通常情況下是因?yàn)?jar 包沖突問(wèn)題，即加載了不匹配版本的類(lèi)導(dǎo)致的。例如應(yīng)用中有 A、B 兩個(gè)二方包，A 依賴(lài) C-v1 包，而 B 依賴(lài) C-v2 包，如果 maven 仲裁最后使用的是 C-v1 包，那么當(dāng) B 加載到 C-v2 中有而 C-v1 中沒(méi)有的方法時(shí)就會(huì)報(bào) NoSuchMethodError。

這種情況我們首先得知道 jvm 到底加載的是什么版本，這可以使用-verbose:class來(lái)確定。Java 系列教程及實(shí)踐源碼：https://github.com/javastacks/javastack

LinkageError

LinkageError 相比較之前幾種錯(cuò)誤不那么常見(jiàn)，只有多個(gè)類(lèi)加載器同時(shí)作用交互時(shí)才會(huì)出現(xiàn)。另外，關(guān)注公眾號(hào)Java技術(shù)棧，在后臺(tái)回復(fù)：面試，可以獲取我整理的 JVM 系列面試題和答案，非常齊全。

我們知道 jvm 中一個(gè)類(lèi)由全限定類(lèi)名與類(lèi)加載器確定類(lèi)實(shí)例，那么不同類(lèi)加載器加載的同一個(gè)類(lèi)是屬于不同類(lèi)實(shí)例的，然后在內(nèi)存中如果兩者發(fā)生交互，就會(huì)出現(xiàn) LinkageError 異常。

一般情況下，jvm 加載類(lèi)都會(huì)遵循之前所述的雙親委派原則，不太可能出現(xiàn)一個(gè)類(lèi)有不同類(lèi)加載器加載的情況。但在諸如 tomcat 之類(lèi)的 javaEE 環(huán)境中，常常出這種狀況，這是由于 tomcat 上的 web 應(yīng)用類(lèi)加載機(jī)制稍有不同，每個(gè)資源模塊（比如一個(gè) war 包）都優(yōu)先使用自身的資源，突破了雙親委派模型：

當(dāng) appClassLoader 加載類(lèi)時(shí)候，會(huì)首先在自己的本地資源庫(kù)中查找類(lèi)，其次才會(huì)走雙親委派模型。那么如果一個(gè)類(lèi) A 由 AppClassLoaderx 加載，但其超類(lèi)在 AppClassLoader 中沒(méi)有，只有委托 CommonClassLoader 才能找到，當(dāng)類(lèi) A 與其超類(lèi)進(jìn)行交互時(shí)就會(huì)報(bào)錯(cuò)了。

還有一種比較常見(jiàn)的情況是進(jìn)行自定義類(lèi)加載器開(kāi)發(fā)時(shí)遇到。比如開(kāi)發(fā)類(lèi)隔離容器時(shí)，期望將某些中間件都由與應(yīng)用不同的獨(dú)立類(lèi)加載器加載，但這時(shí)候如果中間件依賴(lài) spring context，而應(yīng)用本身也依賴(lài) spring context，那么 作為 spring bean 交互時(shí)候就會(huì)妥妥報(bào) LinkageError 了。Spring Boot 系列教程推薦：https://github.com/javastacks/spring-boot-best-practice

解決這個(gè)問(wèn)題的辦法包括 2 種，即控制不同類(lèi)加載器加載的類(lèi)不進(jìn)行交互，或者都交于一個(gè)共同的父加載器進(jìn)行加載。

Some Tips

總結(jié)一下以上幾種錯(cuò)誤。ClassNotFoundException 以及 NoClassDefFoundError 都是由于加載不到類(lèi)導(dǎo)致的，而 NoSuchMethodError 是因?yàn)榧虞d了不正確的類(lèi)，LinkageError 則是由于同一個(gè)類(lèi)被多個(gè)類(lèi)加載器加載所導(dǎo)致的。

以上這些問(wèn)題都可以使用arthas進(jìn)行排查。例如使用 sc 命令來(lái)查看 JVM 已加載的類(lèi)信息，包括從哪個(gè) jar 包讀取，由哪個(gè)類(lèi)加載器加載。使用 jad 命令來(lái)查看 jvm 中反編譯的代碼，可以定位到底到底有沒(méi)有所需 method。以及使用 classloader 命令，來(lái)查看當(dāng)前所有 classloader 的信息，包括加載的 urls，是否能加載到指定的類(lèi)或者 resources 等。