当dex分包遇上NoClassDefFoundError & ClassNotFoundException

简介

本文记录的是：国庆节前夕，解决Crash率高达9.08%问题成功避免加班拿3倍工资的故事 PS: 除了在时间上两者相遇外，本文中提到的两个(top1&top2)crash问题与dex分包并没有关系

初见问题（2015-09-25）

2015-09-25：产品灰度第一天灰度结果：Crash率9.08%，主要是如下两个Crash所导致

TOP1: java.lang.NoClassDefFoundError

堆栈还原：
java.lang.NoClassDefFoundError: com/example/assistant/activity/BaseActivity
java.lang.Class.newInstanceImpl(Native Method)
java.lang.Class.newInstance(Class.java:1319)
android.app.Instrumentation.newActivity(Instrumentation.java:1056)
android.app.ActivityThread.performLaunchActivity(ActivityThread.java:1984)
android.app.ActivityThread.handleLaunchActivity(ActivityThread.java:2094)
android.app.ActivityThread.access$600(ActivityThread.java:134)
android.app.ActivityThread$H.handleMessage(ActivityThread.java:1202)
android.os.Handler.dispatchMessage(Handler.java:99)
android.os.Looper.loop(Looper.java:137)
android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:4791)
java.lang.reflect.Method.invokeNative(Native Method)
java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:511)
com.android.internal.os.ZygoteInit$MethodAndArgsCaller.run(ZygoteInit.java:766)
com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:533)
dalvik.system.NativeStart.main(Native Method)

TOP2: java.lang.RuntimeException/java.lang.ClassNotFoundException

堆栈还原：
java.lang.RuntimeException: Unable to instantiate activity ComponentInfo{com.example.android.downloader/com.example.assistant.activity.SpaceCleanActivity}: java.lang.ClassNotFoundException: Didn’t find class “com.example.assistant.activity.SpaceCleanActivity” on path: DexPathList[[zip file “/data/app/com.example.android.downloader-1.apk”, zip file “/data/data/com.example.android.downloader/app_dex/extlibs.1.jar”],nativeLibraryDirectories=[/data/app-lib/com.example.android.downloader-1, /vendor/lib, /system/lib]]
android.app.ActivityThread.performLaunchActivity(ActivityThread.java:2274)
android.app.ActivityThread.handleLaunchActivity(ActivityThread.java:2417)
android.app.ActivityThread.access$800(ActivityThread.java:151)
android.app.ActivityThread$H.handleMessage(ActivityThread.java:1342)
android.os.Handler.dispatchMessage(Handler.java:110)
android.os.Looper.loop(Looper.java:193)
android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:5322)
java.lang.reflect.Method.invokeNative(Native Method)
java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:515)
com.android.internal.os.ZygoteInit$MethodAndArgsCaller.run(ZygoteInit.java:829)
com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:645)
dalvik.system.NativeStart.main(Native Method)
cause by:
java.lang.ClassNotFoundException: Didn’t find class “com.example.assistant.activity.SpaceCleanActivity” on path: DexPathList[[zip file “/data/app/com.example.android.downloader-1.apk”, zip file “/data/data/com.example.android.downloader/app_dex/extlibs.1.jar”],nativeLibraryDirectories=[/data/app-lib/com.example.android.downloader-1, /vendor/lib, /system/lib]]
dalvik.system.BaseDexClassLoader.findClass(BaseDexClassLoader.java:56)
java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:497)
java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:457)
android.app.Instrumentation.newActivity(Instrumentation.java:1061)
android.app.ActivityThread.performLaunchActivity(ActivityThread.java:2265)
android.app.ActivityThread.handleLaunchActivity(ActivityThread.java:2417)
android.app.ActivityThread.access$800(ActivityThread.java:151)
android.app.ActivityThread$H.handleMessage(ActivityThread.java:1342)
android.os.Handler.dispatchMessage(Handler.java:110)
android.os.Looper.loop(Looper.java:193)
android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:5322)
java.lang.reflect.Method.invokeNative(Native Method)
java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:515)
com.android.internal.os.ZygoteInit$MethodAndArgsCaller.run(ZygoteInit.java:829)
com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:645)
dalvik.system.NativeStart.main(Native Method)

线索

java.lang.NoClassDefFoundError: com/example/assistant/activity/BaseActivity
java.lang.ClassNotFoundException: Didn’t find class “com.example.assistant.activity.SpaceCleanActivity”

联想

这两个Crash问题在灰度版本中首次发现，恰好该灰度版本有新加入的dex分包功能，于是dex分包合情合理的成了头号怀疑对象，但是Check分包方案后有如下疑问：

Crash栈中的BaseActivity和SpaceCleanActivity在主dex中
这两个Crash在测试中不可复现

按常理，在主dex中的类，并不会出现NoClassDefFoundError/ClassNotFoundException这种Crash，不过谨慎起见我们还是对分包方案进行了一翻研究，也做了一些微调，并做了小量灰度，然而并没有效果

意外发现Crash与dex分包无关（2015-09-28）

2015-09-28: 在经过几次分包方案调整后依然不见效果，项目时间紧迫，为了尽快暴露其它Crash，我们尝试先针对android 3.0以上用户灰度一个不带分包方案的版本, 2015-09-29: 发现不带dex分包方案的灰度版本中依然出现之前的 TOP1&TOP2 Crash

重新审视问题，搜集更多线索

经过新版本的灰度结果，发现TOP1&TOP2的Crash与分包毫无关系，之前一直研究的方向是错误的，所以我们把再次关注问题本身，深入研究问题，查找到了更多的线索

Bugly抓取的自定义日志内容：

Bugly抓取的系统日志内容：

如上图，我们得到以下线索

程序是运行了一段较长的时间才Crash的 appliationCreateTime:2015-09-29 21:23:33 crashTime:2015-09-29 22:49:58
Crash发生时，没有进入过任何activity contact:991327—,NotAdd—
Crash发生时，都伴随有如下错误信息 09-29 22:49:57.948 I/dalvikvm( 4203): Rejecting re-init on previously-failed class Lcom/example/assistant/activity/BaseActivity; v=0x0 09-29 22:49:57.948 W/dalvikvm( 4203): Class init failed in newInstance call (Lcom/example/pangu/activity/AppDetailActivityV5;) 09-29 22:49:57.948 D/AndroidRuntime( 4203): Shutting down VM 09-29 22:49:57.948 W/dalvikvm( 4203): threadid=1: thread exiting with uncaught exception (group=0x40f852a0) 09-29 22:49:57.948 W/System.err( 4203): java.lang.NoClassDefFoundError: com/example/assistant/activity/BaseActivity

分析

推论：

线索1+线索3 -> Crash发生的前提条件：程序在后台运行了一段时间，且BaseActivity类之前初始化失败过

线索2+线索3 -> Crash的触发操作：第一次创建Activity对象（BaseActivity是所有Activity的基类）

结论：根本原因在于推论1：“BaseActivity类之前初始化失败过”。顺着这个方向，我们查了BaseActivity.java文件svn的提交记录，近期并没有修改。

偶然发现重要线索

BaseActivity.java类近期无修改，且常规测试也不能重现BaseActivity类初始化失败的场景，问题再次陷入僵局。幸好，在RDM异常上报平台逐个查看logcat信息的过程中，我们在第4页找到了一个关键的日志信息 log.txt

我们分别来看看对应关键地方的代码

com.example.nucleus.manager.spaceclean.SpaceScanManager.y(ProGuard:709)

com.example.assistant.activity.BaseActivity.<clinit>(ProGuard:750)

再来看看SpaceCleanActivity.isActivityInfront

问答分析

问：为什么ExceptionInInitializerError这个关键性的log信息如此难找? 答：log.txt抓取的是程序挂掉瞬间的logcat信息，因为输出这个关键log信息的地方并不会导致程序挂掉，所以只有在很极端的情况(ExceptionInInitializerError和NoClassDefFoundError同时发生)下，才有可能抓到这个关键信息

问：为什么这个关键地方SpaceScanManager.y(ProGuard:709)的ExceptionInInitializerError异常没有导致程序挂掉？答：因为在调用的地方异常被try/catch住了

// 幸亏此处还有tr.printStackTrace();，否者任何加载失败的蛛丝马迹都将不复存在

制造场景重现Crash

知道了Crash发生的原理，很简单的就能制造场景重现Crash，代码如下：

结果：第一处被catch住的java.lang.ExceptionInInitializerError异常

第二处没有catch的java.lang.NoClassDefFoundError异常

解决

知道了根因，解决就简单了，直接上解决方法

将静态变量isActivityInfront从SpaceCleanActivity移至SpaceScanManager(非BaseActivity子类，不会导致在非主线程中加载BaseActivity类)
修复BaseActivity中存在的潜在风险，将静态成员

2015-09-30: 问题解决啦，国庆的3倍也顺利逃过啦

灰度验证

吸取之前的教训，这次我们同时灰度了两个包，对比dex分包所带来的问题：

验证结果：9112和9113版本Crash率均在预期的范围内（0.5%左右），且无TOP1&TOP2 Crash

总结

惯性思维思考问题容易陷入盲区
相信证据，当证据和常识相违背时，给证据多一点信任，深入分析其根因
当解决问题遇到瓶颈时，不要忘记重新审视问题本身，挖掘每一条细微的线索，并认真对待
关于NoClassDefFoundError Crash的技术总结：
- 使用java类的静态变量时，会触发类的加载操作，类加载过程会初始化类的所有静态变量，如果静态变量初始化失败，将导致类加载失败，并抛出java.lang.ExceptionInInitializerError异常
- 若类加载java.lang.ExceptionInInitializerError异常被try/catch住，下次new类对象时将产生java.lang.NoClassDefFoundError异常
- 谨慎使用try/catch，try/catch很容易掩盖事故的第一现场。try/catch处，至少要将catch到的异常进行输出throwable.printStackTrace();，否则第一现场不光会被掩盖，而且找不到任何蛛丝马迹

留给读者的问题

非主线程（没有Looper）中是否可以创建Activity对象？读者可以试验如下代码

       new Thread() {            @Override
            public void run() {
                Activity activity = new Activity();
            }
        }.start();

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