JVM的深入理解：由一次Quartz的定时任务引发的“A cannot cast to A”的问题

Posted 2020-11-15 pipicai96

由Quartz框架引发的“A cannot cast to A”的问题

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起因与问题描述

向新开的项目中添加定时任务，部署集群，添加了热加载（springboot-dev-tools）,发现在转型时候出现了A cannot cast to A”的问题。自己怎么可能不认识自己？？？排查走起！！！

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排查

类确实是同一类，问题会出现在哪里呢？我们可以想到，类加载器不同会导致“我不是我”的问题，所以打印debug走起！
真的是类加载器不同！能注意到，我们想要的ScheduleJobEntity类，类加载器是RestartClassLoader，这一切发生在【添加热加载（springboot-dev-tools）】之后才出现的。这时候需要复习一下springboot-dev-tools与类加载器机制的知识了。

 

知识回顾

 

类加载器机制

1. 有两个术语，一个叫“定义类加载器”，一个叫“初始类加载器”。比如有如下的类加载器结构：
   
   • bootstrap
     • ExtClassloader
     • AppClassloader
   • -自定义clsloadr1
   • -自定义clsloadr2
     如果用“自定义clsloadr1”加载java.lang.String类，那么根据双亲委派最终bootstrap会加载此类，那么bootstrap类就叫做该类的“定义类加载器”，而包括bootstrap的所有得到该类class实例的类加载器都叫做“初始类加载器”。
2. 所说的“命名空间”，是指jvm为每个类加载器维护的一个“表”,这个表记录了所有以此类加载器为“初始类加载器”（而不是定义类加载器，所以一个类可以存在于很多的命名空间中）加载的类的列表，所以，题目中的问题就可以解释了：
   CLTest是AppClassloader加载的，String是通过加载CLTest的类加载器也就是AppClassloader进行加载，但最终委派到bootstrap加载的（当然，String类其实早已经被加载过了，这里只是举个例子）。所以，对于String类来说，bootstrap是“定义类加载器”，AppClassloader是“初始类加载器”。根据刚才所说，String类在AppClassloader的命名空间中（同时也在bootstrap，ExtClassloader的命名空间中，因为bootstrap，ExtClassloader也是String的初始类加载器），所以CLTest可以随便访问String类。这样就可以解释“处在不同命名空间的类，不能直接互相访问”这句话了。
3. 一个类，由不同的类加载器实例加载的话，会在方法区产生两个不同的类，彼此不可见，并且在堆中生成不同Class实例。
4. 那么由不同类加载器实例（比如-自定义clsloadr1，-自定义clsloadr2）所加载的classpath下和ext下的类，也就是由我们自定义的类加载器委派给AppClassloader和ExtClassloader加载的类，在内存中是同一个类吗？所有继承ClassLoader并且没有重写getSystemClassLoader方法的类加载器，通过getSystemClassLoader方法得到的AppClassloader都是同一个AppClassloader实例，类似单例模式。在ClassLoader类中getSystemClassLoader方法调用私有的initSystemClassLoader方法获得AppClassloader实例，在initSystemClassLoader中：

    sun.misc.Launcher l = sun.misc.Launcher.getLauncher();
    ...
    scl = l.getClassLoader();

AppClassloader是sun.misc.Launcher类的内部类，Launcher类在new自己的时候生成AppClassloader实例并且放在自己的私有变量loader里：

loader = AppClassLoader.getAppClassLoader(extclassloader);

值得一提的是sun.misc.Launcher类使用了一种类似单例模式的方法，即既提供了单例模式的接口getLauncher()又把构造函数设成了public的。但是在ClassLoader中是通过单件模式取得的Launcher 实例的，所以我们写的每个类加载器得到的AppClassloader都是同一个AppClassloader类实例。
这样的话得到一个结论，就是所有通过正常双亲委派模式的类加载器加载的classpath下的和ext下的所有类在方法区都是同一个类，堆中的Class实例也是同一个。

springboot-dev-tools

可以参考<a href = "https://blog.csdn.net/isea533/article/details/70495714">Spring DevTools 介绍一文，其中最关键的一句话就是

重启功能是通过使用两个类加载器实现的。 对于大多数应用程序，此方法运行良好，但有时可能会导致类加载问题。
默认情况下，IDE中的任何打开的项目都会使用“restart”类加载器加载，任何常规.jar文件将使用“base”类加载器加载。

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解决问题

 

在项目 /resource/META-INF目录下（如果没有就创建一个）创建
spring-devtools.properties文件 加入下面代码：

restart.include.mapper=/mapper-[w-.]+jar
restart.include.pagehelper=/pagehelper-[w-.]+jar
restart.include.shiro=/shiro-[w-.]+jar

这里其实是
添加 jar 包到 restart 类加载器中 = 后面是具体的 jar 包名称, 或正则表达式