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ClassNotFoundException和NoClassDefFoundError

后端2024-05-01 15:37:35

ClassNotFoundException

ClassNotFoundException是一个checked exception，意味着我们在代码中必须使用try catch块处理这个exception。在这个exception的Javadoc中我们发现如下说明：

Thrown when an application tries to load in a class through its string name using:

  • The forName method in class Class.
  • The findSystemClass method in class ClassLoader .
  • The loadClass method in class ClassLoader.

通过如下三种方式加载class，如果class无法找到，就抛出ClassNotFoundException。

  • Class.forName(String)
  • ClassLoader.findSystemClass(String)
  • ClassLoader.loadClass(String, boolean)

NoClassDefFoundError

NoClassDefFoundError是JVM的运行时错误。下面两种情形会导致NoClassDefFoundError：

  • 编译时正常，但是代码运行时目标class不在classpath中。或者调用和被调用类使用了不同的类加载器加载，且这两个类加载器没有父子关系。
  • 类初始化异常。通常伴随着static代码块报错，static变量初始化异常。这种情形通常会伴随着ExceptionInInitializerError，可以通过该异常来识别。

按常理来说大家遇到此类问题，通常会排查classpath是否会包含目标class或jar文件。经常忘记考虑第二种情况。这种情形下第一次初始化类出现ExceptionInInitializerError，在第二次使用的时候就会抛出NoClassDefFoundError。表面上看出现问题的class的确是在classpath中，非常具有迷惑性。

接下来我们就第二种情况类初始化异常详细说明。

情况1：目标class的static代码块运行异常。

代码如下所示：

public class NoClassDefFoundErrorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            new Test();
        } catch (Throwable e) {
            e.printStackTrace();
        }
        new Test();
    }
}

class Test {
    static {
        int i = 10 / 0;
    }
}

static代码块在类初始化的时候执行，仅会执行一次。该例子中的Test初始化的时候一定会抛出ArithmeticException，初始化无法完成。在main方法第二次尝试new Test()的时候抛出NoClassDefFoundError。

详细的错误信息类似如下：

java.lang.ExceptionInInitializerError
    at com.paultech.NoClassDefFoundErrorDemo.scenario1(NoClassDefFoundErrorDemo.java:10)
    at com.paultech.NoClassDefFoundErrorDemo.main(NoClassDefFoundErrorDemo.java:5)
Caused by: java.lang.ArithmeticException: / by zero
    at com.paultech.Test.<clinit>(NoClassDefFoundErrorDemo.java:34)
    ... 2 more
Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError: Could not initialize class com.paultech.Test
    at com.paultech.NoClassDefFoundErrorDemo.scenario1(NoClassDefFoundErrorDemo.java:14)
    at com.paultech.NoClassDefFoundErrorDemo.main(NoClassDefFoundErrorDemo.java:5)

情况2：目标class的static变量初始化异常。

代码如下所示：

public class NoClassDefFoundErrorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            new Test();
        } catch (Throwable e) {
            e.printStackTrace();
        }
        new Test();
    }
}

class Test {
    public static String test = getString();

    private static String getString() {
        throw new RuntimeException("Not implemented");
    }
}

Test的静态变量test初始化的时候遇到异常，导致Test类未能正确初始化。同样的在第二次时候的时候会抛出NoClassDefFoundError。

错误信息类似如下：

java.lang.ExceptionInInitializerError
    at com.paultech.NoClassDefFoundErrorDemo.scenario1(NoClassDefFoundErrorDemo.java:10)
    at com.paultech.NoClassDefFoundErrorDemo.main(NoClassDefFoundErrorDemo.java:5)
Caused by: java.lang.RuntimeException: Not implemented
    at com.paultech.Test.getString(NoClassDefFoundErrorDemo.java:30)
    at com.paultech.Test.<clinit>(NoClassDefFoundErrorDemo.java:27)
    ... 2 more
Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError: Could not initialize class com.paultech.Test
    at com.paultech.NoClassDefFoundErrorDemo.scenario1(NoClassDefFoundErrorDemo.java:14)
    at com.paultech.NoClassDefFoundErrorDemo.main(NoClassDefFoundErrorDemo.java:5)

Classpath问题的排查方式

  • 单个jar包的应用，使用java -jar方式启动的，需要检查jar包内MANIFEST.MF的Class-Path。
  • JVM参数-XX:+TraceClassLoading打印class加载日志。观察class的加载时机和路径。
  • System.getProperty("java.class.path")运行时获取classpath。
  • 通过arthas sc命令查看已加载类的信息。sm命令查看类中包含的方法，可用来排查NoSuchMethodError。

参考文献

https://www.baeldung.com/java-classnotfoundexception-and-noclassdeffounderror


https://www.xamrdz.com/backend/3g51940332.html

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