关于jar:从Jar包冲突搞到类加载机制就是这么霸气

接手了一套比拟有年代感的零碎，打算把重构及遇到的问题写成系列文章，老树发新枝，重温一些实战技术，分享给大家。【重构 01 篇】，给大家讲讲 Jar 包抵触及原理。

目前市面上项目管理要么是基于 Maven，要么是基于 Gradle，最近接手了一套纯手动增加 jar 包的我的项目。

对于纯手动增加 jar 包的我的项目曾经是多年前的形式了，当初工作三五年的技术人员可能都没有经验过。就是把我的项目中所需的 jar 包挨个找进去，增加到一个 lib 目录中，在 IDE 中再将 jar 包依赖手动增加上。

这种形式来增加 jar 包依赖，不仅麻烦，而且很容易呈现 jar 包抵触，同时剖析抵触伎俩，只能凭借教训。

最近就遇到这样一种状况：一个我的项目在开发者 A 的环境中能够失常启动，在 B 那里就无奈启动，而异样信息是找不到什么什么类。

略微有一些开发教训的人，马上就能够判定是 jar 包抵触导致。上面就看看如何解决及引申进去的知识点。

因为临时无奈对我的项目进行大范畴重构，也不敢轻易将 Jar 包进行替换降级。只能采纳长期的伎俩来进行解决。

这里总结几个步骤以备不时之需，通常也是解决 Jar 依赖问题的小技巧。

第一：在 IDE 中查找异样中找不到的类。比方 IDEA MAC 操作系统，我用的快捷键是 command + shift + n。

以 Assert 类为例，能够看到有很多包都蕴含了 Assert，但启动程序却报找不到该类的某个办法，问题基本上就出在 Jar 包抵触上了。

第二，定位到 Jar 包抵触之后，找到零碎本应该应用的 Jar 包。

比方这里须要应用的 spring-core 中的类，而不 spring.jar 中的类。那么，就能够利用 JVM 的类加载程序机制，让 JVM 先加载 spring-core 的 jar 包。

知识点：在同一目录下的 jar 包，JVM 是依照 jar 包的先后顺序进行加载，一旦一个全路径名雷同的类被加载之后，前面再有雷同的类便不会进行加载了。

因而，长期解决方案就是调整 JVM 编译（加载）Jar 包的程序。这个在 Eclipse 和 Idea 中都有反对，能够手动进行调整。

Eclipse 中调整形式：

Idea 中调整形式：

把须要优先加载的 jar 包往上调整，这样就能够优先加载它，总算是长期解决了 jar 包抵触的问题。

下面只是受限于我的项目现状的长期解决方案，最终必定是要进行革新降级的，基于 Maven 或 Gradle 进行 Jar 包治理，同时解决掉 Jar 包抵触的问题的。

在这个长期解决方案，波及到一个 JVM 的要害知识点：JVM 的类加载器的隔离问题及双亲委派机制。如果没有 JVM 类加载机制的相干常识，可能连下面的长期计划都无奈想到。

每个 类装载器 都有一个本人的 命名空间 用来保留已装载的类。当一个类装载器装载一个类时，它会通过保留在命名空间里的 类全局限定名(Fully Qualified Class Name) 进行搜寻来检测这个类是否曾经被加载了。

JVM 对类惟一的辨认是 ClassLoader id + PackageName + ClassName，所以一个运行程序中是有可能存在两个包名和类名完全一致的类的。并且如果这两个类不是由一个 ClassLoader 加载，是无奈将一个类的实例强转为另外一个类的，这就是 ClassLoader 隔离性。

为了解决类加载器的 隔离问题 ，JVM 引入了 双亲委派机制。

双亲委派机制的外围有两点：第一，自底向上 查看类是否 已加载 ；其二， 自顶向下 尝试 加载类。

类加载器通常有四类：启动类加载器、拓展类加载器、应用程序类加载器和自定义类加载器。

暂且不思考自定义类加载器，JDK 自带类加载器具体执行过程如下：

第一：当 AppClassLoader 加载一个 class 时，会把类加载申请委派给父类加载器 ExtClassLoader 去实现；

第二：当 ExtClassLoader 加载一个 class 时，会把类加载申请委派给BootStrapClassLoader去实现；

第三：如果 BootStrapClassLoader 加载失败（例如在 %JAVA_HOME%/jre/lib 里未查找到该 class），会应用ExtClassLoader 来尝试加载；

第四：如果 ExtClassLoader 也加载失败，则会应用 AppClassLoader 来加载，如果 AppClassLoader 也加载失败，则会报出异样ClassNotFoundException。

ClassLoader通过 loadClass() 办法实现了 双亲委托机制 ，用于类的 动静加载。

该办法的源码如下：

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
        throws ClassNotFoundException{synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
            // First, check if the class has already been loaded
            Class<?> c = findLoadedClass(name);
            if (c == null) {long t0 = System.nanoTime();
                try {if (parent != null) {c = parent.loadClass(name, false);
                    } else {c = findBootstrapClassOrNull(name);
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                    // ClassNotFoundException thrown if class not found
                    // from the non-null parent class loader
                }

                if (c == null) {
                    // If still not found, then invoke findClass in order
                    // to find the class.
                    long t1 = System.nanoTime();
                    c = findClass(name);

                    // this is the defining class loader; record the stats
                    sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
                }
            }
            if (resolve) {resolveClass(c);
            }
            return c;
        }
    }

loadClass 办法自身是一个递归向上调用的过程，上述代码中从 parent.loadClass 的调用就能够看出。

在执行其余操作之前，首先通过 findLoadedClass 办法从最底端的类加载器开始查看是否曾经加载指定的类。如果曾经加载，则依据 resolve 参数决定是否要执行连贯过程，并返回 Class 对象。

而 Jar 包抵触往往产生在这里，当第一个同名的类被加载之后，在这一步查看时就会间接返回，不会再加载真正须要的类。那么，程序用到该类时就会抛出找不到类，或找不到类办法的异样。

下面曾经看到一旦一个类被加载之后，全局限定名雷同的类可能就无奈被加载了。而 Jar 包被加载的程序间接决定了类加载的程序。

决定 Jar 包加载程序通常有以下因素：

第一，Jar 包所处的加载门路。也就是加载该 Jar 包的类加载器在 JVM 类加载器树结构中所处层级。下面讲到的四类类加载器加载的 Jar 包的门路是有不同的优先级的。
第二，文件系统的文件加载程序。因 Tomcat、Resin 等容器的 ClassLoader 获取加载门路下的文件列表时是不排序的，这就依赖于底层文件系统返回的程序，当不同环境之间的文件系统不统一时，就会呈现有的环境没问题，有的环境呈现抵触。

自己遇到的问题属于第二种因素中的一个分支状况，即同一目录下不同 Jar 包的加载程序不同。因而，通过调整 Jar 包的加载程序就临时解决了问题。

Jar 包抵触往往是很诡异的事件，也很难排查，但也会有一些共性的体现。

抛出 java.lang.ClassNotFoundException：典型异样，次要是依赖中没有该类。导致起因有两方面：第一，确实没有引入该类；第二，因为 Jar 包抵触，Maven 仲裁机制抉择了谬误的版本，导致加载的 Jar 包中没有该类。
抛出 java.lang.NoSuchMethodError：找不到特定的办法。Jar 包抵触，导致抉择了谬误的依赖版本，该依赖版本中的类对不存在该办法，或该办法曾经被降级。
抛出 java.lang.NoClassDefFoundError，java.lang.LinkageError 等，起因同上。
没有异样但预期后果不同：加载了谬误的版本，不同的版本底层实现不同，导致预期后果不统一。

最初，梳理一下 Tomcat 启动时，对 Jar 包和类的加载程序，其中蕴含下面提到的不同品种的类加载器默认加载的目录：

$java_home/lib 目录下的 java 外围 api；
$java_home/lib/ext 目录下的 java 扩大 jar 包；
java -classpath/-Djava.class.path 所指的目录下的类与 jar 包；
$CATALINA_HOME/common 目录下依照文件夹的程序从上往下顺次加载；
$CATALINA_HOME/server 目录下依照文件夹的程序从上往下顺次加载；
$CATALINA_BASE/shared 目录下依照文件夹的程序从上往下顺次加载；
我的项目门路 /WEB-INF/classes 下的 class 文件；
我的项目门路 /WEB-INF/lib 下的 jar 文件；

上述目录中，同一文件夹下的 Jar 包，依照程序从上到下一次加载。如果一个 class 文件曾经被加载到 JVM 中，前面雷同的 class 文件就不会被加载了。

Jar 包抵触在咱们的日常开发中是十分常见的问题，如果可能很好了解抵触的起因及底层机制，能够极大的进步解决问题的能力和团队影响力。因而，在不少面试中都会被提及此类问题。

这篇文章咱们重点讲了手动增加依赖状况下导致 Jar 包抵触的起因及解决方案。在解决该问题时往往还会设计到 Maven 对 Jar 包抵触治理的一些策略，比方依赖传递准则、最短门路优先准则、最先申明准则等，咱们下篇文章再来具体聊聊。

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关于jar:从Jar包冲突搞到类加载机制就是这么霸气

背景

长期解决方案

类加载机制的延长

类加载器的隔离问题

双亲委派机制

ClassLoader 的双亲委派实现

Jar 包的加载程序

Jar 包抵触的通常体现

Tomcat 启动时 Jar 包和类的加载程序

小结

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关于jar:从Jar包冲突搞到类加载机制就是这么霸气

背景

长期解决方案

类加载机制的延长

类加载器的隔离问题

双亲委派机制

ClassLoader 的双亲委派实现

Jar 包的加载程序

Jar 包抵触的通常体现

Tomcat 启动时 Jar 包和类的加载程序

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