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。需要注意的一种特殊情况是例如A类继承了B类，A类已被加载但是B类不在classpath中无法被加载。这种情况仍会报A类NoClassDefFoundError，需要格外注意。
- 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
