springboot關(guān)于tomcat加載jar異常問(wèn)題的分析

現(xiàn)象描述：

項(xiàng)目使用springboot啟動(dòng)一個(gè)web項(xiàng)目，在啟動(dòng)階段看到console中出現(xiàn)了異常“1.10.3-1.4.3\hdf5.jar 系統(tǒng)找不到指定的文件”，雖然這些異常不影響項(xiàng)目的正常運(yùn)行，但作為一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)人員，看到這些異常就像見(jiàn)到仇人一樣，一定要除之而后快。

java.io.FileNotFoundException: D:\.m2\repository\org\bytedeco\javacpp-presets\hdf5-platform\1.10.3-1.4.3\hdf5.jar (系統(tǒng)找不到指定的文件。)
    at java.util.zip.ZipFile.open(Native Method)
    at java.util.zip.ZipFile.<init>(ZipFile.java:225)
    at java.util.zip.ZipFile.<init>(ZipFile.java:155)
    at java.util.jar.JarFile.<init>(JarFile.java:166)
    at java.util.jar.JarFile.<init>(JarFile.java:130)
    at org.apache.tomcat.util.compat.JreCompat.jarFileNewInstance(JreCompat.java:188)
    at org.apache.tomcat.util.scan.JarFileUrlJar.<init>(JarFileUrlJar.java:65)
    at org.apache.tomcat.util.scan.JarFactory.newInstance(JarFactory.java:49)
    at org.apache.tomcat.util.scan.StandardJarScanner.process(StandardJarScanner.java:374)
    at org.apache.tomcat.util.scan.StandardJarScanner.processURLs(StandardJarScanner.java:309)
    at org.apache.tomcat.util.scan.StandardJarScanner.doScanClassPath(StandardJarScanner.java:266)
    at org.apache.tomcat.util.scan.StandardJarScanner.scan(StandardJarScanner.java:229)
    at org.apache.jasper.servlet.TldScanner.scanJars(TldScanner.java:262)
    at org.apache.jasper.servlet.TldScanner.scan(TldScanner.java:104)
    at org.apache.jasper.servlet.JasperInitializer.onStartup(JasperInitializer.java:101)
    at org.apache.catalina.core.StandardContext.startInternal(StandardContext.java:5204)
    at org.apache.catalina.util.LifecycleBase.start(LifecycleBase.java:150)
    at org.apache.catalina.core.ContainerBase$StartChild.call(ContainerBase.java:1421)
    at org.apache.catalina.core.ContainerBase$StartChild.call(ContainerBase.java:1411)
    at java.util.concurrent.FutureTask.run$$$capture(FutureTask.java:266)
    at java.util.concurrent.FutureTask.run(FutureTask.java)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1149)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

2019-03-29 18:09:08.303  WARN 16940 --- [ost-startStop-1] o.a.tomcat.util.scan.StandardJarScanner  : Failed to scan [file:/D:/.m2/repository/org/bytedeco/javacpp-presets/hdf5-platform/1.10.3-1.4.3/hdf5-linux-x86.jar] from classloader hierarchy

java.io.FileNotFoundException: D:\.m2\repository\org\bytedeco\javacpp-presets\hdf5-platform\1.10.3-1.4.3\hdf5-linux-x86.jar (系統(tǒng)找不到指定的文件。)
......
2019-03-29 18:09:08.578  WARN 16940 --- [ost-startStop-1] o.a.tomcat.util.scan.StandardJarScanner  : Failed to scan [file:/D:/.m2/repository/org/bytedeco/javacpp-presets/hdf5-platform/1.10.3-1.4.3/hdf5-linux-x86_64.jar] from classloader hierarchy

java.io.FileNotFoundException: D:\.m2\repository\org\bytedeco\javacpp-presets\hdf5-platform\1.10.3-1.4.3\hdf5-linux-x86_64.jar (系統(tǒng)找不到指定的文件。)

項(xiàng)目環(huán)境說(shuō)明

  • tomcat：使用springboot內(nèi)置版本 8.5.29
  • 使用Maven進(jìn)行依賴管理
  • spring boot 版本為2.0.1
  • spring 框架 版本為5.0.5
  • 項(xiàng)目引用了Deep Learn 4 Java（一個(gè)非常棒的Java的機(jī)器學(xué)習(xí)庫(kù)）
        <dependency>
            <groupId>org.deeplearning4j</groupId>
            <artifactId>deeplearning4j-core</artifactId>
            <version>1.0.0-beta3</version>
        </dependency>

  • 有問(wèn)題的jar依賴關(guān)系


    image.png

跟蹤分析

既然是在啟動(dòng)階段報(bào)錯(cuò)，那就找到啟動(dòng)類添加斷點(diǎn)，一步步跟蹤下到底哪個(gè)階段報(bào)的錯(cuò)誤，然后再分析出錯(cuò)的原因。我跟蹤調(diào)試了springboot的代碼，找到j(luò)ar的加載位置。主要的幾個(gè)類和方法如下所示：

跟蹤類org.apache.tomcat.util.scan.StandardJarScanner

  • 方法doScanClassPath(...)
    該方法會(huì)對(duì)所有classloader進(jìn)行遍歷，加載每一個(gè)classloader中jar包


    image.png

    上圖標(biāo)紅處就是關(guān)鍵代碼，其中變量classPathUrlsToProcess中存放的是所有待加載的jar信息，主要是jar包路徑信息，我們可以看到這里面和我們?cè)趍aven中看到的jar包是一樣的。


    image.png

  • 方法processURLs(...)
    該方法會(huì)對(duì)當(dāng)前classloader的所有jar，也就是對(duì)classPathUrlsToProcess進(jìn)行堆棧操作，然后處理每一個(gè)jar包。關(guān)鍵代碼如下所示。


    image.png

  • 方法process()
    該方法會(huì)對(duì)每一個(gè)jar進(jìn)行加載及分析處理，該方法中重點(diǎn)關(guān)注

processManifest(jar, isWebapp, classPathUrlsToProcess)
image.png

  • 方法 processManifest
    該方法會(huì)處理jar中的Manifest文件，對(duì)Manifest文件中的Class-Path進(jìn)行分隔處理，對(duì)其中的內(nèi)容作為新的依賴jar再插入到classPathUrlsToProcess中（processURLs方法會(huì)按照堆棧結(jié)果加載其中的jar）


    image.png

原因分析

其實(shí)問(wèn)題就是出Manifest文件中的classpath，通過(guò)分析代碼我們知道tomcat除了加載了我們maven管理的jar包之外，還會(huì)對(duì)jar中的manifest文件進(jìn)行分析，如果其中存在classpath，他會(huì)將其中的內(nèi)容也添加jar包依賴中，并對(duì)這些jar包進(jìn)行加載。
我們打開(kāi)其中hdf5-1.10.3-1.4.3.jar的manifest文件作為例子看看錯(cuò)誤出在哪里。


image.png

大家注意到了沒(méi)有，這里的jar包沒(méi)有路徑也沒(méi)有版本號(hào)，這就導(dǎo)致tomcat加載的時(shí)候按照hdf5-1.10.3-1.4.3.jar的路徑進(jìn)行加載。
然而我們的工程中在對(duì)應(yīng)位置并不存在這些jar，這也就導(dǎo)致了找不到j(luò)ar的異常。我們工程中實(shí)際上有這些jar，只不過(guò)路徑和名字不一樣。在上圖左邊大家可以看到maven中其實(shí)已經(jīng)有了這些jar，只不過(guò)名字后面多了版本號(hào)，路徑在各自的maven倉(cāng)庫(kù)中。
到這里我們已經(jīng)將出現(xiàn)問(wèn)題的原因弄清楚了，接下來(lái)我們考慮下怎么解決。

解決方案

方案一：

刪除Manifest中的classpath或者刪除Manifest文件，這樣就避免了加載不存在的jar包。但是每次maven更新的時(shí)候可能會(huì)覆蓋掉你的修改，導(dǎo)致異常再次出現(xiàn)。

方案二：

按照加載提示的路徑，將對(duì)應(yīng)jar包復(fù)制過(guò)去并改名去掉版本號(hào)，但這樣會(huì)造成jar冗余，同樣的jar會(huì)加載兩個(gè)。

方案三：

降級(jí)tomcat版本，使用8.5.0 或以下版本。8.5.0版本中不會(huì)對(duì)manifest進(jìn)行分析加載，這樣也就不會(huì)出現(xiàn)我們的異常了。

方案四

增加一下代碼設(shè)置不掃描Manifest文件。

    @Bean
    public TomcatServletWebServerFactory tomcatFactory() {
        return new TomcatServletWebServerFactory() {
            @Override
            protected void postProcessContext(Context context) {
                ((StandardJarScanner) context.getJarScanner()).setScanManifest(false);
            }
        };
    }
image.png
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