接入javaagent项目报错NoClassDefFoundError、ClassNotFoundException的排查历程

背景描述

接入公司的agent项目后,IDEA启动是没有问题的,当打成jar包启动时就报错。造成这种原因是由于 直接在IDEA中启动和jar包启动方式不同导致ClassLoader不同,详细信息可自行google

提出疑问

看到此图心中有一个疑问: 为什么LaunchedURLClassLoader加载不了AbstractAppender
log4j相关的包明明是在BOOT-INF/lib下 (截图如下), LaunchedURLClassLoader能加载啊


那只能猜测一波:

  1. 该类运行的过程中被删除了(和javaagent包有关)
  2. 违背了双亲委派模型,父类加载器加载的类不能引用子类加载器加载的类(和javaagent包有关)
  3. 其他原因

排查历程

首先肯定是进行debug,如何进行debug,移步
https://www.cnblogs.com/756623607-zhang/p/10793529.html

通过debug发现是LaunchedURLClassLoader加载器加载com.dianping.cat.log4j.Log4j2Appender 这个类导致的错误,截图如下


错误日志明明是 AbstractAppender ClassNotFoundException,为什么这里是Log4j2Appender 类呢???

带着疑问在project中找到该类截图如下:


原来Log4j2Appender继承于AbstractAppender
那么可以推断出在加载Log4j2Appender类时需要一起加载AbstractAppender类(类加载的规则,推荐书籍《深入理解JVM第二版》)

我们看下AbstractAppender该类是否真实存在,直接使用idea提供的Evaluate功能执行图中命令


从上图可知,AbstractAppender类能够被LaunchedURLClassLoader加载,从而可以排除猜想1,AbstractAppender类存在,并没有被删除,这时问题来了为什么会报加载AbstractAppender类报错呢,那可以按照猜想2去排查

父类加载器(AppClassLoader)加载的类不能引用子类加载器(LaunchedURLClassLoader)加载的类,也就是说可能有一个父类加载器(AppClassLoader)加载了Log4j2Appender这个类,当这个父类加载器(AppClassLoader)要去加载AbstractAppender时发现找不到,因为这个类被子类加载器(LaunchedURLClassLoader)加载了。

贴一个双亲委派模型图


那么按照理论上来说,Log4j2Appender类和AbstractAppender类都在BOOT-INF/lib下,都会被LaunchedURLClassLoader加载啊,为什么会报错呢???那只能说明Log4j2Appender类不仅在BOOT-INF/lib下有,在其他的路径下也有,所以导致LaunchedURLClassLoader的父类加载器加载了Log4j2Appender类,却无法加载AbstractAppender

带着思路继续debug


从上图可知,我们可以清晰的看到,Log4j2Appender该类被AppClassLoader加载了(不会debug的可以详细去看看ClassLoader的源码)


那么问题来了,这个类肯定在 用户路径classpath下也有,那么怎么去验证呢,利用ClassLoader的getResource方法查看某个类的全路径,截图如下:


可以看到加载Log4j2Appender该类是从
file:/Users/yy_9733/Downloads/vkcat-agent.jar!/com/dianping/cat/log4j/Log4j2Appender.class
这个地方加载的,并不是从我们project打的包的vkcat-client中,而是 vkcat-agent jar中,那我们看下vkcat-agent源码


我们发现vkcat-agent中也引用了vkcat-client jar,而agent中类是在用户类路径(classpath)下,所以能够被AppClassLoader加载,而AbstractAppender是在BOOT-INF/lib下,只能被LaunchedURLClassLoader加载,那么疑问就解开了

总结:

  1. Log4j2Appender类所在的jar包在vkcat-client中,而vkcat-client既在我的project项目中引入,也在vkcat-agent中引入
  2. 我的project项目使用的是Spring boot,自己编写的类和引入的jar 都会被打包进BOOT-INF下,由spring boot自定义的LaunchedURLClassLoader类加载器加载, 而vkcat-agent中是普通的项目,里面的类和引入的jar 只能够被AppClassLoader加载器加载到
  3. 当LaunchedURLClassLoader要加载的类Log4j2Appender时,由于双亲委派模型的原因,会由其父类加载器AppClassLoader优先去加载,刚好AppClassLoader可以加载vkcat-agent项目中的Log4j2Appender类,而Log4j2Appender又继承的父类AbstractAppender,由于AbstractAppender是在BOOT-INF下,只能由LaunchedURLClassLoader加载,所以导致破坏了双亲委派模型,从而出现这个错误
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