類加載常見錯誤總結，寫得非常好！

作者：fredalxin
地址：https://fredal.xin/classloader-error

最近在做類隔離相關的一些工作，而恰恰之前協(xié)助開發(fā)同學時也發(fā)現(xiàn)會遇到許多類加載相關的異常，并且往往比較難定位與解決。這里簡單做一個小總結。

類加載

首先我們來捋一捋類加載的基礎知識。

以上是大家比較熟悉的類加載器模型，主要包含 3 種類加載器：

• BootstrapClassloader 根加載器，也就是系統(tǒng)類加載器，加載核心庫，如 rt.jar。
• ExtensionClassloader 擴展類加載器，主要加載/ext/下面的 jar 包
• AppClassloader 離我們最近的類加載器，負責加載 classpath 下的類，開發(fā)時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：

• 一個類是由 jvm 加載是通過類加載器+全限定類名確定唯一性的。
• 雙親委派，眾所周知，子加載器會盡量委托給父加載器進行加載，父加載器找不到再自己加載
• 線程上下文類加載，為了滿足 spi 等需求突破雙親委派機制，當高層類加載器想加載底層類時通過 Thread.contextClassLoader 來獲取當前線程的類加載器(往往是底層類加載器)去加載類。

ClassNotFoundException

ClassNotFoundException 表示類找不到異常，是一種 Exception，通常發(fā)生在載入階段，當開發(fā)者主動調用 Class.forName()、ClassLoader.loadClass()或 ClassLoader.findSystemClass()動態(tài)加載指定類時候，類加載器就會去 classpath 下尋找類，如果找不到就會拋出此錯誤。

還有另外一種情況是當一個類已經被某個類加載器加載到內存中，另外一個類加載器試圖去加載時也會發(fā)生錯誤。

ClassNotFoundException 是一個 exception 類，同時發(fā)生在主動執(zhí)行動態(tài)加載時，所以我們應該去 catch 它，防止發(fā)生一些運行時錯誤。

NoClassDefFoundError

NoClassDefFoundError 是一種和 ClassNotFoundException 很像的錯誤，只不過它是更嚴重的 error 類型。它發(fā)生在鏈接階段，表示 jvm 在編譯階段可以找到相應的類，但在執(zhí)行過程中卻找不到相應的類。

一種原因是由于在編譯后運行前類被更改或者刪除了。另外一種則是 classpath 本身被修改過了，這可以通過System.getProperty("java.classpath")來找到程序實際運行的 classpath，或者通過-classpath 命令來指定正確的 classpath。

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

NoSuchMethodError

我們還會遇到 NoSuchMethodError 錯誤，它表示找不到方法，但找不到方法歸根結底是找到了不正確的類。

通常情況下是因為 jar 包沖突問題，即加載了不匹配版本的類導致的。例如應用中有 A、B 兩個二方包，A 依賴 C-v1 包，而 B 依賴 C-v2 包，如果 maven 仲裁最后使用的是 C-v1 包，那么當 B 加載到 C-v2 中有而 C-v1 中沒有的方法時就會報 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來確定。

LinkageError

LinkageError 相比較之前幾種錯誤不那么常見，只有多個類加載器同時作用交互時才會出現(xiàn)。

我們知道 jvm 中一個類由全限定類名與類加載器確定類實例，那么不同類加載器加載的同一個類是屬于不同類實例的，然后在內存中如果兩者發(fā)生交互，就會出現(xiàn) LinkageError 異常。

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

當 appClassLoader 加載類時候，會首先在自己的本地資源庫中查找類，其次才會走雙親委派模型。那么如果一個類 A 由 AppClassLoaderx 加載，但其超類在 AppClassLoader 中沒有，只有委托 CommonClassLoader 才能找到，當類 A 與其超類進行交互時就會報錯了。

還有一種比較常見的情況是進行自定義類加載器開發(fā)時遇到。比如開發(fā)類隔離容器時，期望將某些中間件都由與應用不同的獨立類加載器加載，但這時候如果中間件依賴 spring context，而應用本身也依賴 spring context，那么 作為 spring bean 交互時候就會妥妥報 LinkageError 了。

解決這個問題的辦法包括 2 種，即控制不同類加載器加載的類不進行交互，或者都交于一個共同的父加載器進行加載。

Some Tips

總結一下以上幾種錯誤。ClassNotFoundException 以及 NoClassDefFoundError 都是由于加載不到類導致的，而 NoSuchMethodError 是因為加載了不正確的類，LinkageError 則是由于同一個類被多個類加載器加載所導致的。

以上這些問題都可以使用arthas進行排查。例如使用 sc 命令來查看 JVM 已加載的類信息，包括從哪個 jar 包讀取，由哪個類加載器加載。使用 jad 命令來查看 jvm 中反編譯的代碼，可以定位到底到底有沒有所需 method。以及使用 classloader 命令，來查看當前所有 classloader 的信息，包括加載的 urls，是否能加載到指定的類或者 resources 等。

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