楼下小黑哥 · 3月6日

Arthas 实战,助你解决同名类依赖冲突问题

上篇文章中,小黑哥分析 Maven 依赖冲突分为两类:

  • 项目同一依赖应用,存在多版本,每个版本同一个类,可能存在差异。
  • 项目不同依赖应用,存在包名,类名完全一样的类。

第二种情况,往往是这个场景,本地/测试环境运行的都是好好的,上线之后测试就是不行。

这其实与 JVM 类加载有关,本地/测试环境加载正确类,而生产环节加载错的类,为什么会这样?

主要有两个原因:

  • 同一个类只会被加载器加载一次
  • 不同环境,类的加载顺序不同

同一个类只会被加载器加载一次

JVM 类加载具有缓存机制,每个类加载的时候首先检查一遍,类是否被当前类加载器加载。若未被加载,先交给其父类加载器加载,父类加载器不能加载,才会交给当前类加载器。

当前类加载器加载完成之后,将会将其缓存起来。

图片来自网络

类加载的核心源码位于 ClassLoader#loadClass

① 处将会检查ClassLoader#findLoadedClass 最终将会调用 ClassLoader#findLoadedClass0,这是一个 native 方法,最终将会根据类名加类加载器为键值查找缓存。

每个类加载器负责的加载范围都不一样:

  • BootstrapClassLoader 引导类加载加载最核心的类库,如 $JAVA_HOME/jre/lib/
  • ExtClassLoader 扩展类加载器负责加载$JAVA_HOME/jre/lib/ext下的一些扩展类
  • AppClassLoader 应用类加载器将加载 classpath 指定的类。

我们运行的应用依赖的各种类,一般将会由 AppClassLoader 记载,同名类被加载后,下次碰到就不会再被加载。

画外音:利用缓存加快查询速度

不同环境,类的加载顺序不同

Java 可以使用 -classpath 参数指定依赖类所在位置。

类的加载顺序可以通过以下方式指定:

java -classpath a.jar:b.jar:c.jar xx.xx.Main

上面这种方式,类加载首先会从 a.jar 中查找相关类,找不到才会继续往后查找。所以可以通过这种方式可以指定使用哪个 jar 包内同名类。

但是这种方式有点繁琐,如果依赖 100 个 jar 包,需要全部写上去。

所以生产环境可以使用使用 shell 命令将 jar 拼接起来:

LIB_DIR=lib
LIB_JARS=`ls $LIB_DIR|grep .jar|awk '{print "'$LIB_DIR'/"$0}'|tr "\n" ":"`

另外 java 支持通配符的写法:

java -classpath './*' xx.xx.Main

这种方式的加载顺序将会受到底层系统文件加载顺序影响。

复现依赖冲突

假设我们现在应用依赖如下:

A 应用依赖 B、C,且 B,C 中存在同包同名类 org.example.App,代码如下:

如果指定 jar 包顺序启动应用:

# A,B,C 放置同一文件夹下
java -classpath A-1.0-SNAPSHOT.jar:B-1.0-SNAPSHOT.jar:C-1.0-SNAPSHOT.jar org.example.ClassA

日志输出如下:

改变 B ,C 顺序:

类加载器的类的查找顺序将会通过 classpath 指定顺序从前往后查找。

如果使用通配符启动:

java -classpath './*' org.example.ClassA

这种情况 jvm 到底加载那个类就成了薛定谔的了,运行之前无法确定加载类来自哪个 jar 包。

使用 verbose:class 打印加载类

我们可以在 jvm 启动脚本加入如下参数 -verbose:class,然后重启,日志里会打印出每个类的加载信息。

java -verbose:class -classpath './*' xx.xx.Main

日志输出如下:

通过这种方式可以看到加载类来源于哪个Jar包。

不过这种方式需要重启应用,对生产系统来说,影响还是比较大,不太优雅。

Arthas 查到来源类

阿里开源项目 Arthas sc 命令可以用来查找加载类的信息。。

sc 命令是 Search-Class 简写,这个命令能搜索出已经加载到 JVM 中的 Class 信息,支持参数如下表格所示。

程序启动之后,启动 arthas,进入 A 应用。

运行如下命令:

sc -d org.example.App

输出结果如下 :

code-source 显示当前查找类 org.example.App 来自的 C。

另外我们可以 jad 命令反编译类,在线查看源码。

总结

这篇文章主要解释应用中存在多个同名类,环境不同,类加载不同的原因。接着介绍了两种快速查找运行应用依赖类来源的方法。

当定位到了冲突类的来源,我们可以显示指定 classpath jar 包的顺序,指定类加载的顺序。但这只是暂时解决问题。本质上依赖冲突的问题,还是需要深层次排除的。

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