前言 以前看別人博客說看完《深入理解Java虛擬機》這本書並沒有讓自己的編程水平提高多少，不過卻大大提高了自己的裝逼水平。其實，我倒不這麼認為，至少在我看完一遍這本書後，有一種醍醐灌頂的感覺，很多模糊的知識和概念也變得清晰起來。今天，也是偶然的機會能夠運用書中所學的知識解決實際問題，在這裡，與大家分 ...
前言
以前看別人博客說看完《深入理解Java虛擬機》這本書並沒有讓自己的編程水平提高多少，不過卻大大提高了自己的裝逼水平。其實，我倒不這麼認為，至少在我看完一遍這本書後，有一種醍醐灌頂的感覺，很多模糊的知識和概念也變得清晰起來。今天，也是偶然的機會能夠運用書中所學的知識解決實際問題，在這裡，與大家分享一下，如有不正確的地方，還請指正。
問題描述
預生產環境突然出現了一個運行時異常，異常信息如下(Error異常)：
java.lang.NoClassDefFoundError: javax/servlet/ServletOutputStream
at com.soa.xxx.ProductTransForm.transProduct(ProductTransForm.java:10)
......
Caused by: java.lang.ClassNotFoundException: javax.servlet.ServletOutputStream
at java.net.URLClassLoader$1.run(URLClassLoader.java:366)
at java.net.URLClassLoader$1.run(URLClassLoader.java:355)
報異常的代碼如下(根據真實項目場景模擬代碼)：
public class ProductTransForm { public ProductRespVo transProduct(ProductVo productVo) { ProductRespVo productRespVo = new ProductRespVo(); productRespVo.setProId(productVo.getProId()); productRespVo.setName(productVo.getName()); // TODO:註意下麵這行代碼，出問題的代碼 productRespVo.setImage(FtpUtil.getFtpPath() + File.separator + productVo.getImage()); return productRespVo; } }
import javax.servlet.http.HttpServletRequest; import javax.servlet.http.HttpServletResponse; public class FtpUtil { public static String getFtpPath() { return "The path of Ftp"; } public static void downloadFile(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) { // 下載代碼邏輯 } }
問題出在靜態方法調用：FtpUtil.getFtpPath()，初看之下，並沒有什麼問題，靜態方法getFtpPath()只是簡單地返回一個地址字元串。
原因分析
經過各種嘗試、調試以及重新打包等都沒有能解決問題。這時候，突然想到《深入理解Java虛擬機》中有關Java類的初始化機制中講到過類的初始化時機，因為FtpUtil類的getFtpPath()方法為靜態方法，而調用一個類的靜態方法會觸發其初始化，帶著這個設想，我寫下了以下一行代碼：
FtpUtil ftpUtil = new FtpUtil();
啟動運行，果然重現了錯誤。既然原因是出在FtpUtil類的初始化上，那麼從FtpUtil這個類著手分析，異常信息顯示找不到ServletOutputStream類的定義，而在引入的包"javax.servlet.http.HttpServletResponse"的父介面也確實找到了對ServletOutputStream類的引用，但奇怪的是該類所在的包:servlet-api.jar是有引入的，否則也不能正常導入"javax.servlet.http.HttpServletResponse"包，於是猜測可能是jar包衝突，查看工程，發現工程中確實存在多個不同版本的servlet-api.jar(歷史原因)：
因此猜測是servlet jar包衝突導致的。
問題解決
定位了原因之後，首先想到的就是《深入理解Java虛擬機》書中講到過的類的載入機制和雙親委派模型：
“如果一個類載入器收到類收到了類載入請求，它首先不會自己去嘗試載入這個類，而是把這個請求委派給父類載入器去完成，只有當父類載入器反饋自己無法完成這個載入請求（它的搜索範圍中沒有找到所需要的類）時，子載入器才會嘗試自己去載入。”。從上圖可以看到，由於啟動類載入器和擴展類載入器的搜索範圍內都沒有servlet-api.jar包，所以無法載入ServletOutputStream類，因此，應用程式類載入器會嘗試自己載入類ServletOutputStream，而ClassPath範圍記憶體在多個不同版本的servlet-api.jar包，所以出現包衝突。
基於以上分析，我將一個servlet-api.jar包拷貝到JRE/lib/ext路徑下，這樣，擴展類載入器能夠載入拷貝jar包中的ServletOutputStream類，應用程式載入器就不會再去載入ServletOutputStream類，也就不會衝突了。經過重啟程式驗證，果然沒有再拋異常了。
從上圖也可以看出，為什麼我們不能夠自己定義一些與JDK類名、路徑完全一樣的類來覆蓋JDK的類（如String），因為這些類在rt.jar中，由啟動類載入器載入，我們自己定義的同名同路徑類根本沒有載入的機會，也就不可能覆蓋JDK的類了。記得有一場面試，面試官問道：我們有一個項目需要在不同的JDK版本運行，如果保證jar的相容不衝突？想來也是想考這方面的知識吧。
補充：
一、類的初始化時機
虛擬機規範嚴格規定了有且只有5種情況必須立即對類進行初始化：
- 遇到new、getstatic、putstatic或invokestatic這4個位元組碼指令時，如果類沒有經過初始化，則需要觸發其初始化；
- 使用java.lang.reflect包的方法對類進行反射調用的時候，如果類沒有初始化，則需要觸發其初始化；
- 當初始化一個類時，如果發現它的父類沒有進行過初始化，則需要先觸發其父類的初始化；
- 當虛擬機啟動時，用戶需要指定一個要執行的主類（包含main()方法的那個類），虛擬機會先初始化這個主類；
- 當使用JDK1.7的動態語言支持時，如果一個java.lang.invokke.MethodHandle實例最後解析的結果REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic的方法句柄，並且這個方法句柄所對應的類沒有進行過初始化，則需要先觸發其初始化。
二、類載入器
1、啟動類載入器（Bootstrap ClassLoader）
負責將存放在<JAVA_HOME>\lib目錄中的，或者被-Xbootclasspath參數所指定的路徑中的，並且是虛擬機識別的（僅按照文件名識別，如rt.jar，名字不符合的類庫即使放到lib目錄中也不會被載入）類庫載入到虛擬機記憶體中。
2、擴展類載入器（Extension ClassLoader）
負責載入<JAVA_HOME>\lib\ext目錄中的，或者被java.ext.dirs系統變數所指定的路徑中的所有類庫，開發者可以直接使用擴展類載入器。
3、應用程式類載入器（Application ClassLoader）
負責載入用戶類路徑（ClassPath）上所指定的類庫，開發者可以直接使用這個類載入器，如果程式中沒有自定義過自己的類載入器，一般情況下這個就是程式中預設的類載入器。
