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工作半年遇到最奇葩的问题

简介: 工作半年遇到最奇葩的问题 背景 公司最近买了一套项目,在启动的时候出现了一系列奇怪的问题,对方的技术栈要求是Tomcat7启动,但是由于我们公司出于安全的考虑所以是要求用Tomcat9进行启动的。 问题描述 下面情况都是相同war包相同Tomcat情况下 系统 Tomcat版本 能否启动 Windows Tomcat7 能 Windows Tomcat9 能 macOS Tomcat7 能 macOS Tomcat9 不能 Linux Tomcat7 能 Linux Tomcat9 不能 由于对于项目的不熟悉,导致找了很久才找出来原因。
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工作半年遇到最奇葩的问题

背景

公司最近买了一套项目,在启动的时候出现了一系列奇怪的问题,对方的技术栈要求是Tomcat7启动,但是由于我们公司出于安全的考虑所以是要求用Tomcat9进行启动的。

问题描述

下面情况都是相同war包相同Tomcat情况下

系统 Tomcat版本 能否启动
Windows Tomcat7
Windows Tomcat9
macOS Tomcat7
macOS Tomcat9 不能
Linux Tomcat7
Linux Tomcat9 不能

由于对于项目的不熟悉,导致找了很久才找出来原因。查找过程就是用了阿里开源的Arthas 编译出正在运行时出问题的那个类,发现两个类来源于不同的Jar包,所以问题就转向了Jar的加载顺序是由什么因素导致了。

问题深究

两个同路径名同类名的类在类加载器只会加载一次

出现这个问题的时候查了些资料知道,JVM的类加载是一个树形的结构,JVM在加载的过程采用的双亲委派的模式,层级越高,那么类加载器会越早的加载其路径下的类。下面是Tomcat的类加载器所在的级别。


      Bootstrap
          |
       System
          |
       Common
       /     \
  Webapp1   Webapp2 .

我们可以知道出问题的两个Jar是在相同的类加载器中,所以排除了不同级别类加载器导致的问题。

Tomcat7加载Jar包原理

Tomcat自己实现了自己的类加载器,用于加载自己本地项目中jar包中的所有class文件,所以在相同的类加载器下,如果有相同路径名和类名那么加载顺序就是根据jar包的顺序来决定的。谁的jar包先进来,那么就先加载哪个类。

但是为什么在Tomcat7所有环境都能运行正常,而在Tomcat9中就不行了呢?于是就查看了Tomcat7的源码在Context加载项目中的jar包时

Tomcat7加载jar部分,在WebappLoader.setRepositories()方法中,粘贴出其中重要代码。

 // Looking up directory /WEB-INF/lib in the context
    NamingEnumeration<NameClassPair> enumeration = null;
    try {
        //这一句是获得jar包的路径
        enumeration = libDir.list("");
    } catch (NamingException e) {
        IOException ioe = new IOException(sm.getString(
                "webappLoader.namingFailure", libPath));
        ioe.initCause(e);
        throw ioe;
    }

list是获得了应用中WEB-INF下lib下所有jar包的路径。我们跟踪进去发现FileDirContext 的list方法中有下面这一句

Arrays.sort(names);             // Sort alphabetically

我们可以发现在Tomcat7中对获得所有jar包作了一个排序的动作。对jar包进行了首字母a-z进行了排序。而我们所期望加载的那个jar包首字母正好在错误jar包的前面。

Tomcat9加载Jar包原理

上面我们知道了为什么在所有项目中Tomcat7能启动起来的原因了,是因为Tomcat7做了排序的动作,那么在Tomcat9加载Jar包时,又是怎么做的呢?

Tomcat9在加载源码的时候是通过StandardRoot.processWebInfLib()方法进行加载的

    protected void processWebInfLib() throws LifecycleException {
        WebResource[] possibleJars = listResources("/WEB-INF/lib", false);
        for (WebResource possibleJar : possibleJars) {
            if (possibleJar.isFile() && possibleJar.getName().endsWith(".jar")) {
                createWebResourceSet(ResourceSetType.CLASSES_JAR,
                        "/WEB-INF/classes", possibleJar.getURL(), "/");
            }
        }
    }

在这我们可以看到Tomcat没有对取出来的Jar作任何动作,仅仅是File file = new File()这样遍历出来了。那么为什么相同的Tomcat9相同的War包在Windos能启动起来,但是在macOS和Linux中都启动不起来呢?经过试验发现Java的获取文件夹下面的所有文件是跟操作系统的文件系统有关系的,相同的文件夹内容,在Windows中取出来,输出名字你会发现输出是经过a-z排序过的,但是在macOS或者Linux中你可以根据命令ll -fi就可以输出自然顺序,你会发现没有什么规律可言。

解决

到这里上面描述的所有问题我们都能解释通了,接下来就该如何解决了。

  1. 修改Tomcat9的源码,在获取所有Jar包的时候,也对它进行排序
  2. 解决掉有冲突的文件

第一种解决办法只能解决一时问题,即项目能正常启动起来,但是一旦随后涉及到了相关类的修改,那么冲突类的哪个类呢?那么这个问题肯定是一个定时炸弹。

第二种方案是找到有冲突的文件,然后找出不用的那个给删除掉,但是发现删除一个又会蹦出其他的,删除了好几个以后发现由于买的项目代码不规范,所以这种现象特别多,如果单纯靠手工筛选的话极其麻烦。于是就写了一个脚本跑出项目中所有同名类的文件。

脚本思路

  1. 找出所有Java文件
  2. 找到Java文件上package那一行,然后读取此行
  3. package后面的包名与类名拼接存入List集合中
  4. 筛选出集合中相同的内容

具体的脚本代码可以去GitHub中查看。使用简单说明,将想要扫描的项目代码全放在一个文件夹中,例如我要扫描A、B、C、D四个项目。

--/
  --scanDir
   --A
   --B
   --C
   --D

那么我只要引入了Jar包以后如下调用即可

List<String> list = FindDuplicate.findDuplicatePath("/scanDir/");

返回的是一个集合,一条记录表示有一个组冲突文件,两个冲突文件路径被||||||||隔开

脚本代码

往期关于Tomcat文章

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