• 如何解决Java.lang.NoClassDefFoundError

    在JAVA开发中，main线程中抛出java.lang.NoClassDefFoundError是一个非常普遍且比较难解决的问题。解决这个问题的复杂性主要取决于你的软件大小和中间件部署情况，尤其要考虑在应用中出现的数量众多的classloader的情况。 

    本文将从一个比较高的角度看这个问题，主要是介绍java classloader机制。 

    那么，什么是java.lang.NoClassDefFoundError呢？ 

    我们先简单的看一下这个问题，这个runtime异常是JVM抛出的，当JVM发现一个classloader试图去Load一个class，而此class在当前的classloader tree中找不到的时候，就会抛出此异常。 

    很明显，这个问题是运行期的问题，在编译期一切正常。 

    那么，解决起来很简单，就是把jar包放到classpath下不就行了么？ 

    ok，到这里还不行，这个问题解决起来不是那么容易的，在运行期的程序classpath中加入缺少的jar包仅仅是一种解决方法。关键是，我们必须掌握此种异常的根本原因，以后解决此问题就可以以不变应万变。

    现在，先记住，此问题不一定是由于在classpath中缺少class的定义。 

    java classloader概述 

    在深入分析之前，我们必须掌握java classloader的基本原理。class loader是一个java对象，它负责load所有的class，负责查找、加载、生成一个class的基本定义信息。classloader自身采用了委托代理机制来查询class，每一个classloader的实例都有一个父classloader，所以，当一个应用的classloader去加载class A的时候，首先发生的事情是classloader委托其父classloader去加载class A，经过一串链式查找后，最终任务会落在JVM的系统启动classloader上。 

    那哪里会出问题？当你期望你的应用classloader能加载class A，但是当class A被其任意一个父classloader查询到并加载，那么就可能会出现java.lang.NoClassDefFoundError。当所有的父classloader都找不到class A的时候，才会由应用自己的classloader尝试加载。 

    本文包含了NoClassDefFoundError的原因分析和例子程序，并且给出了建议的处理策略。 

    NoClassDefFoundError 问题原因1：缺少jar包 

    首先最常见的原因是classpath的配置问题。例子程序： 

    本例子程序尝试创建一个新的CallerClassA实例，然后执行他的一个方法，此方法引用了类ReferencingClassA，本例子演示了classpath问题导致的NoClassDefFoundError ，本例子还打印了当前的classloader chain的情况，以便进一步的分析。这个打印信息对你以后分析此类问题也很有帮助的： 

    程序 

    Java代码  
    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(" Current 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代码  
    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代码  
    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工具类： 

    Java代码  
    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(" ----------------------------------------------------------------- ");  
    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(" --- delegation --- ");  
    37.   
    38.                         } else {  
    39.   
    40.                                 classLoaderDetail.append(" **Current ClassLoader**");  
    41.   
    42.                         }  
    43.   
    44.                 }  
    45.   
    46.                 classLoaderDetail  
    47.                                 .append(" ----------------------------------------------------------------- ");  
    48.   
    49.                 return classLoaderDetail.toString();  
    50.   
    51.         }  
    52. }  



    正常运行： 

    Java代码  
    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!  




    异常重现： 

    Java代码  
    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  



    发生了什么？当你在classpath中不包含guava的引用的时候，由于ReferencingClassA在运行期引用了此类，导致了classloader报告找不到此类，从而出现NoClassDefFoundError。 

    classloader分析 

    注意： 

    Java代码  
    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是系统的classloader，负责根据classpath设置在启动的时候加载应用需要的class。 

    sun.misc.Launcher$ExtClassLoader是扩展classloader，负责从java_home/lib/etc以及其他使用java.ext.dirs配置的目录从加载扩展java class。 

    从打印结果可以看出，sun.misc.Launcher$ExtClassLoader是系统classloader的实际父类。 

    建议处理策略 

    分析异常堆栈，找到缺少的java类名称，在classpath中验证，确保编译和运行期都能找到此类。
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