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如何解決Java.lang.NoClassDefFoundError

本文轉載自   查看原文   2013-08-23 18:36   10471    java

在JAVA開發中，main線程中拋出java.lang.NoClassDefFoundError是一個非常普遍且比較難解決的問題。解決這個問題的復雜性主要取決於你的軟件大小和中間件部署情況，尤其要考慮在應用中出現的數量眾多的classloader的情況。 

本文將從一個比較高的角度看這個問題，主要是介紹java classloader機制。 

那么，什么是java.lang.NoClassDefFoundError呢？ 

我們先簡單的看一下這個問題，這個runtime異常是JVM拋出的，當JVM發現一個classloader試圖去Load一個class，而此class在當前的classloader tree中找不到的時候，就會拋出此異常。 

很明顯，這個問題是運行期的問題，在編譯期一切正常。 

那么，解決起來很簡單，就是把jar包放到classpath下不就行了么？ 

ok，到這里還不行，這個問題解決起來不是那么容易的，在運行期的程序classpath中加入缺少的jar包僅僅是一種解決方法。關鍵是，我們必須掌握此種異常的根本原因，以后解決此問題就可以以不變應萬變。

現在，先記住，此問題不一定是由於在classpath中缺少class的定義。 

java classloader概述 

在深入分析之前，我們必須掌握java classloader的基本原理。class loader是一個java對象，它負責load所有的class，負責查找、加載、生成一個class的基本定義信息。classloader自身采用了委托代理機制來查詢class，每一個classloader的實例都有一個父classloader，所以，當一個應用的classloader去加載class A的時候，首先發生的事情是classloader委托其父classloader去加載class A，經過一串鏈式查找后，最終任務會落在JVM的系統啟動classloader上。 

那哪里會出問題？當你期望你的應用classloader能加載class A，但是當class A被其任意一個父classloader查詢到並加載，那么就可能會出現java.lang.NoClassDefFoundError。當所有的父classloader都找不到class A的時候，才會由應用自己的classloader嘗試加載。 

本文包含了NoClassDefFoundError的原因分析和例子程序，並且給出了建議的處理策略。 

NoClassDefFoundError 問題原因1：缺少jar包 

首先最常見的原因是classpath的配置問題。例子程序： 

本例子程序嘗試創建一個新的CallerClassA實例，然后執行他的一個方法，此方法引用了類ReferencingClassA，本例子演示了classpath問題導致的NoClassDefFoundError ，本例子還打印了當前的classloader chain的情況，以便進一步的分析。這個打印信息對你以后分析此類問題也很有幫助的： 

程序 

Java代碼  
  1. public class NoClassDefFoundErrorSimulator {  
  2.         public static void main(String[] args) {  
  3.   
  4.                 System.out  
  5.                                 .println("java.lang.NoClassDefFoundError Simulator");  
  6.   
  7.                 // Print current Classloader context  
  8.   
  9.                 System.out.println("\nCurrent ClassLoader chain: "  
  10.                                 + ClassloaderUtil.getCurrentClassloaderDetail());  
  11.   
  12.                 // 1. Create a new instance of CallerClassA  
  13.   
  14.                 CallerClassA caller = new CallerClassA();  
  15.   
  16.                 // 2. Execute method of the caller  
  17.   
  18.                 caller.doSomething();  
  19.   
  20.                 System.out.println("done!");  
  21.   
  22.         }  
  23. }  

 

Java代碼  
  1. public class CallerClassA {  
  2.         private final static String CLAZZ = CallerClassA.class.getName();  
  3.   
  4.         static {  
  5.   
  6.                 System.out.println("Classloading of " + CLAZZ + " in progress..."  
  7.                                 + ClassloaderUtil.getCurrentClassloaderDetail());  
  8.   
  9.         }  
  10.   
  11.         public CallerClassA() {  
  12.   
  13.                 System.out.println("Creating a new instance of "  
  14.                                 + CallerClassA.class.getName() + "...");  
  15.   
  16.         }  
  17.   
  18.         public void doSomething() {  
  19.   
  20.                 // Create a new instance of ReferencingClassA  
  21.   
  22.                 ReferencingClassA referencingClass = new ReferencingClassA();  
  23.   
  24.         }  
  25. }  

 

Java代碼  
  1. public class ReferencingClassA {  
  2.   
  3.         private final static String CLAZZ = ReferencingClassA.class.getName();  
  4.   
  5.         static {  
  6.   
  7.                 System.out.println("Classloading of " + CLAZZ + " in progress..."  
  8.                                 + ClassloaderUtil.getCurrentClassloaderDetail());  
  9.   
  10.         }  
  11.   
  12.         public ReferencingClassA() {  
  13.   
  14.                 System.out.println("Creating a new instance of "  
  15.                                 + ReferencingClassA.class.getName() + "...");  
  16.                   
  17.                 Maps.newHashMap();  
  18.   
  19.         }  
  20.   
  21.         public void doSomething() {  
  22.   
  23.                 // nothing to do...  
  24.   
  25.         }  
  26. }  


打印classloader工具類： 

Java代碼  
  1. public class ClassloaderUtil {  
  2.         public static String getCurrentClassloaderDetail() {  
  3.   
  4.                 StringBuffer classLoaderDetail = new StringBuffer();  
  5.   
  6.                 Stack<ClassLoader> classLoaderStack = new Stack<ClassLoader>();  
  7.   
  8.                 ClassLoader currentClassLoader = Thread.currentThread()  
  9.                                 .getContextClassLoader();  
  10.   
  11.                 classLoaderDetail  
  12.                                 .append("\n-----------------------------------------------------------------\n");  
  13.   
  14.                 // Build a Stack of the current ClassLoader chain  
  15.   
  16.                 while (currentClassLoader != null) {  
  17.   
  18.                         classLoaderStack.push(currentClassLoader);  
  19.   
  20.                         currentClassLoader = currentClassLoader.getParent();  
  21.   
  22.                 }  
  23.   
  24.                 // Print ClassLoader parent chain  
  25.   
  26.                 while (classLoaderStack.size() > 0) {  
  27.   
  28.                         ClassLoader classLoader = classLoaderStack.pop();  
  29.   
  30.                         // Print current  
  31.   
  32.                         classLoaderDetail.append(classLoader);  
  33.   
  34.                         if (classLoaderStack.size() > 0) {  
  35.   
  36.                                 classLoaderDetail.append("\n--- delegation ---\n");  
  37.   
  38.                         } else {  
  39.   
  40.                                 classLoaderDetail.append(" **Current ClassLoader**");  
  41.   
  42.                         }  
  43.   
  44.                 }  
  45.   
  46.                 classLoaderDetail  
  47.                                 .append("\n-----------------------------------------------------------------\n");  
  48.   
  49.                 return classLoaderDetail.toString();  
  50.   
  51.         }  
  52. }  



正常運行： 

Java代碼  
  1. java -classpath .;../guava-12.0.jar NoClassDefFoundError.NoClassDefFoundErrorSimulator  
  2. java.lang.NoClassDefFoundError Simulator  
  3.   
  4. Current ClassLoader chain:  
  5. -----------------------------------------------------------------  
  6. sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@addbf1  
  7. --- delegation ---  
  8. sun.misc.Launcher$AppClassLoader@19821f **Current ClassLoader**  
  9. -----------------------------------------------------------------  
  10.   
  11. Classloading of NoClassDefFoundError.CallerClassA in progress...  
  12. -----------------------------------------------------------------  
  13. sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@addbf1  
  14. --- delegation ---  
  15. sun.misc.Launcher$AppClassLoader@19821f **Current ClassLoader**  
  16. -----------------------------------------------------------------  
  17.   
  18. Creating a new instance of NoClassDefFoundError.CallerClassA...  
  19. Classloading of NoClassDefFoundError.ReferencingClassA in progress...  
  20. -----------------------------------------------------------------  
  21. sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@addbf1  
  22. --- delegation ---  
  23. sun.misc.Launcher$AppClassLoader@19821f **Current ClassLoader**  
  24. -----------------------------------------------------------------  
  25.   
  26. Creating a new instance of NoClassDefFoundError.ReferencingClassA...  
  27. done!  




異常重現： 

Java代碼  
  1. java -classpath . NoClassDefFoundError.NoCl  
  2. java.lang.NoClassDefFoundError Simulator  
  3.   
  4. Current ClassLoader chain:  
  5. -----------------------------------------------------------------  
  6. sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@addbf1  
  7. --- delegation ---  
  8. sun.misc.Launcher$AppClassLoader@19821f **Current ClassLoader**  
  9. -----------------------------------------------------------------  
  10.   
  11. Classloading of NoClassDefFoundError.CallerClassA in progress...  
  12. -----------------------------------------------------------------  
  13. sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@addbf1  
  14. --- delegation ---  
  15. sun.misc.Launcher$AppClassLoader@19821f **Current ClassLoader**  
  16. -----------------------------------------------------------------  
  17.   
  18. Creating a new instance of NoClassDefFoundError.CallerClassA...  
  19. Classloading of NoClassDefFoundError.ReferencingClassA in progress...  
  20. -----------------------------------------------------------------  
  21. sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@addbf1  
  22. --- delegation ---  
  23. sun.misc.Launcher$AppClassLoader@19821f **Current ClassLoader**  
  24. -----------------------------------------------------------------  
  25.   
  26. Creating a new instance of NoClassDefFoundError.ReferencingClassA...  
  27. Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError: com/google/common/collect/Maps  
  28.         at NoClassDefFoundError.ReferencingClassA.<init>(ReferencingClassA.java:28)  
  29.         at NoClassDefFoundError.CallerClassA.doSomething(CallerClassA.java:31)  
  30.         at NoClassDefFoundError.NoClassDefFoundErrorSimulator.main(NoClassDefFoundErrorSimulator.jav  
  31. Caused by: java.lang.ClassNotFoundException: com.google.common.collect.Maps  
  32.         at java.net.URLClassLoader$1.run(URLClassLoader.java:202)  
  33.         at java.security.AccessController.doPrivileged(Native Method)  
  34.         at java.net.URLClassLoader.findClass(URLClassLoader.java:190)  
  35.         at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:306)  
  36.         at sun.misc.Launcher$AppClassLoader.loadClass(Launcher.java:301)  
  37.         at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:247)  
  38.         ... 3 more  



發生了什么？當你在classpath中不包含guava的引用的時候，由於ReferencingClassA在運行期引用了此類，導致了classloader報告找不到此類，從而出現NoClassDefFoundError。 

classloader分析 

注意： 

Java代碼  
  1. Classloading of NoClassDefFoundError.CallerClassA in progress...  
  2. -----------------------------------------------------------------  
  3. sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@addbf1  
  4. --- delegation ---  
  5. sun.misc.Launcher$AppClassLoader@19821f **Current ClassLoader**  
  6. -------------------------  



sun.misc.Launcher$AppClassLoader是系統的classloader，負責根據classpath設置在啟動的時候加載應用需要的class。 

sun.misc.Launcher$ExtClassLoader是擴展classloader，負責從java_home/lib/etc以及其他使用java.ext.dirs配置的目錄從加載擴展java class。 

從打印結果可以看出，sun.misc.Launcher$ExtClassLoader是系統classloader的實際父類。 

建議處理策略 

分析異常堆棧，找到缺少的java類名稱，在classpath中驗證，確保編譯和運行期都能找到此類。


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