为啥静态字段初始化失败导致NoClassDefFoundError？

Posted 2023-02-19

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【中文标题】为啥静态字段初始化失败导致NoClassDefFoundError？【英文标题】：Why NoClassDefFoundError caused by static field initialization failure?为什么静态字段初始化失败导致NoClassDefFoundError？ 【发布时间】：2011-09-15 04:25:04 【问题描述】：

这是一个有趣的 java 问题。

以下简单的 java 程序包含由方法静态初始化的静态字段。实际上，我强制计算初始化值的方法引发 NullPointException，当我访问这样的静态字段时，会引发 NoClassDefFoundError。似乎VM对待Class不完整。

但是当我访问 Class 时，它仍然可用；

有人知道为什么吗？

class TestClass 
    public static TestClass instance = init();

    public static TestClass init() 
       String a = null;
       a.charAt(0); //force a null point exception;
       return new TestClass();
    


class MainClass 
    static public void main(String[] args) 
       accessStatic(); // a ExceptionInInitializerError raised cause by NullPointer
       accessStatic(); //now a NoClassDefFoundError occurs;

       // But the class of TestClass is still available; why?
       System.out.println("TestClass.class=" + TestClass.class);
    

    static void accessStatic() 
        TestClass a;

        try 
            a = TestClass.instance; 
         catch(Throwable e) 
            e.printStackTrace();

【问题讨论】：

这也让我感到惊讶！我联系了一个可能知道答案的朋友；我们会看看他是否回复。我认为是因为静态初始化程序中的异常，类加载器无法加载TestClass @Arun：那部分是微不足道的；我认为他甚至没有问过这个问题。令人惊讶的部分是第三个打印输出，它显示MainClass 中的TestClass.class 实际上包含对物理Class 对象的引用。如果类没有正确初始化，为什么我们还可以触摸它？ @Ernest TestClass.class 似乎不会触发类加载，并且看起来它是可访问/可用的，与是否已加载类无关。 【参考方案1】：

这些问题的答案通常隐藏在规范中的某个地方...(§12.4.2)

初始化类时会发生什么：

步骤 1-4 与此问题有些无关。第 5 步是触发异常的原因：

5。 如果 Class 对象处于错误状态，则无法进行初始化。释放对 Class 对象的锁定并抛出 NoClassDefFoundError。

6-8继续初始化，8执行初始化器，一般发生在第9步：

9。如果初始化器的执行正常完成，则锁定这个Class对象，标记它完全初始化，通知所有等待的线程，释放锁，正常完成这个过程。

但是我们在初始化程序中遇到了一个错误，所以：

10。 否则，初始化程序必须通过抛出一些异常 E 突然完成。 如果 E 的类不是 Error 或其子类之一，则 使用 E 创建 ExceptionInInitializerError 类的新实例作为参数， 并在接下来的步骤中使用此对象代替 E。但是，如果由于发生 OutOfMemoryError 而无法创建新的 ExceptionInInitializerError 实例，则在以下步骤中使用 OutOfMemoryError 对象代替 E。

是的，我们看到了空指针异常的ExceptionInInitializerError b/c。

11。锁定 Class 对象，将其标记为错误，通知所有等待的线程，释放锁定，并使用上一步确定的原因 E 或替换原因突然完成此过程。（由于一些早期实现中的缺陷，类初始化期间的异常被忽略，而不是导致此处描述的 ExceptionInInitializerError。）

然后该类被标记为错误，这就是我们第二次从第 5 步得到异常的原因。

令人惊讶的部分是第三个打印输出，它显示MainClass 中的TestClass.class 实际上包含对物理Class 对象的引用。

可能是因为TestClass 仍然存在，它只是被标记为错误的。它已经加载并验证了。

【讨论】：

太棒了。这是名称“NoClassDefFoundError”的问题，必须阅读规范才能理解它。名称和 javadoc 都没有解释它是什么。因为这么多年java大佬都不明白，可以说这个名字彻底失败了。 "（由于一些早期实现中的缺陷，类初始化期间的异常被忽略，而不是导致此处描述的 ExceptionInInitializerError。）" - 在哪些 Java 版本中存在此缺陷？我在 Java 1.8.0_25-b17 中遇到过这种情况。在类初始化时抛出了 NoClassDefFound 错误，但原来的异常被丢弃了（给我造成了很多小时的压力，试图找出我的类路径出了什么问题）。 @irreputable 有 JDK-6766753 建议引入子类或改进文档，以便在可能抛出 NoClassDefFoundError 时更清楚（尽管该报告自 2008 年以来一直开放）。【参考方案2】：

是的，这通常是引发NoClassDefFoundError 的原因。它的名字邪恶，仅此而已。它应该被命名为“类初始化失败异常”之类的。

由于这个误导性的名称，遇到此错误的 Java 程序员浪费了数百年的时间试图弄清楚为什么找不到该类。

每当你看到这个异常时，你应该向上检查日志，并尝试找出类初始化失败的根本原因。

【讨论】：

这个类的名字很糟糕，但问题主要是程序员造成的。他的应用程序不应该尝试从NoClassDefFoundError第一次提出时恢复。我不觉得它的名字不好。在类初始化失败期间抛出异常最多是一个糟糕的选择。 NoClassDefFoundError 当然在其他情况下也有它的用处（例如，在运行时类路径中找不到类定义，但确定它在编译时类路径中可用）。 @Stephen 这对程序员不公平。在所有应用程序中，类都由多个线程访问。如果一个类初始化失败，第一个访问它的线程会得到一个初始化错误，其他访问它的线程会得到一个类 def not found 错误。该错误不仅名称不佳。静态初始化失败是非常常见的，它应该有一个不言自明的名字。 “class def”，不管它是什么，（注意 def 的不寻常缩写），是一个普通 Java 程序员不知道的行话，但它的名字如此邪恶，以至于向人们传达了错误的信息。一个完全神秘的名字会比这个更好。 @irreputable - 出现此错误的第一个线程应该拔掉整个应用程序的插头，而不是静静地死去。安装一个默认的未捕获异常处理程序来执行此操作。到目前为止，NoClassDefFoundError 最大的缺点是它不需要 cause。这一定会导致数百万甚至数十亿美元的生产力损失。一个非常愚蠢的决定。【参考方案3】：