常见加载类错误分析

在执行 Java程序时经常会碰到ClassNotFoundException和NoClassDefFoundError两个异常，它们都和类加载有关，下面详细分一下这两个异常的原因。

ClassNotFoundException

ClassNotFoundException恐怕时Java程序员经常碰到的异常，尤其是初学者来说，简直是让人崩溃，明明那个类就在那里，为啥就是找不到呢？无数个Java程序员都是这样问过自己。这个异常通常发生在显式加载类的时候，例如用如下方式调用加载一个类时就报这个错了。

public class NotfoundException {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Class.forName("NotfoundException");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

显式加载通常由如下方式：

通过类Class中的forName()方法
通过类ClassLoader中的loadclass()方法
通过类ClassLoader中的findSystemClass()方法出现这类错误也很好理解，就是当JVM要加载指定文件的字节码到内存时，并没由找到这个类对应的字节码，也就是说这个字节码.class文件不存在。解决方法就是检测在当前的classpath目录下有没有指定的文件存在，如果不知道classpath路径，就可以通过如下命令获取：

this.getClass().getClassLoader().getResource("").toString()

NoClassDefFoundError

NoClassDefFoundError是另一个经常遇到的异常，这个异常在第一次使用命令执行Java类时很可能会碰到，如下面这种情况

java -cp example.jar Examper

在这个jar包里面只有一个类，这个类时net.xx.Exmple ，可能让你感到郁闷的是，命名这个jar包里面有这个类为啥会报这个错呢？这是因为你在命令行中没有加类的包名，正确的写法是这样的

java cp example.jar net.xx.Example

在JVM的规范中描述了出现NoClassDefFoundError可能的情况就是使用new关键字、属性引用某个类、继承了某个接口或者类，以及方法的某个参数中引用了某个类，这个是出发JVM隐式加载这些类时发现这些类不存在的异常。

解决这个错误的方法就是确保这个类引用的类都在当前的classpath下面

UnsatisfiedLinkError

这个异常倒不是很常见，但是出错的话，通常是在JVM启动的时候，如果一不小心将在JVM的某个lib删除了，可能就会报这个错误了，代码如下

package test;

public class NolibException {
    public native void nativeMethod();
    static {
        System.loadLibrary("Nolib");
    }

    public static void main(String[] args) {
        new  NolibException().nativeMethod();
    }
}

这个错误通常时在解析native标识的方法时JVM找不到对应的本机库文件时出现，代码如下

java.lang.UnsatisfiedLinkError: no Nolib in java.library.path
    at java.lang.ClassLoader.loadLibrary(ClassLoader.java:1867)
    at java.lang.Runtime.loadLibrary0(Runtime.java:870)
    at java.lang.System.loadLibrary(System.java:1122)
    at test.NolibException.<clinit>(NolibException.java:6)
Exception in thread "main" 
Process finished with exit code 1

ClassCastException

这个错误也很常见，通常在程序中出现强制类型转换时出现这个错误，如下面：

package test;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public  class CastException {
    public static Map map = new HashMap(){{
        put("a","2");
    }};

    public static void main(String[] args) {
        Integer integer = (Integer) map.get("a");
        System.out.println(integer);
    }
}

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: java.lang.String cannot be cast to java.lang.Integer
    at test.CastException.main(CastException.java:12)

JVM在做类型转换时会按照如下规则进行检查

对于普通对象，对象必须时目标类的实例或目标类的子类的实例。如果目标是是接口，那么会把它当作实现了接口的一个子类。
对于数组类型，目标类必须是数组类型或java.lang.Object、java.lang.Cloneable、java.io.Serializele 如果不满足上面的规则，JVM就会报这个错误。要避免这个错误有两种方式：
在容器类型中现实的指明这个容器所包含的对象类型，如在上面的map中可以写为public static Map<String,Integer> map = new HashMap<String, Integer>(){{ put("a",2); }};，这样运行就可以没问题。
先通过instanceof检查是不是目标类型，然后再进行强制类型转换。

ExceptionInInitializerError

这个错误在JVM规范中是这样定义的：

如果Java 虚拟机试图创建类ExceptionInInitializerError的新实例，但是因为出现Out-Of-Memory-Error而无法创建新实例，那么就抛出OutOfMemoryError对象作为代替。
如果初始化器抛出一些Excepton，而且Exception类不是Error或者它的某个子类，那么就会创建ExceptioinInInitializerError类的一个新实例，并用Exception作为参数，用这个实例代替Excepiton。

将上面的代码例子稍微改一下：

package test;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public  class CastException {
    public static Map<String,Integer> map = new HashMap<String, Integer>(){{
        map.put("a",2);
    }};

    public static void main(String[] args) {
        Integer integer = (Integer) map.get("a");
        System.out.println(integer);
    }
}

这段代码在执行时报错如下：

java.lang.ExceptionInInitializerError

在初始化这个类时，给静态属性map赋值时出现了异常导致抛出错误ExceptionInInitializerError