Java · 类加载与双亲委派

场景 1 · NoSuchMethodError 三步定位

运行期才炸(编译期用的是另一个版本), 典型于传递依赖升级后:

// 1. 谁 import 了冲突类:
mvn dependency:tree -Dincludes=com.fasterxml.jackson.core:jackson-databind
# 2. 运行时实际加载的是哪个 jar (绝杀):
System.out.println(SomeClass.class.getProtectionDomain()
                   .getCodeSource().getLocation());
# 3. 统一版本: <dependencyManagement> 锁定 / maven-enforcer banneduplicates

场景 2 · 静态内部类单例 (类加载锁保平安)

public class Config {
    private static class Holder {
        static final Config INSTANCE = new Config();  // <clinit> 由 JVM 加锁执行一次
    }
    public static Config get() { return Holder.INSTANCE; }     // 首次调用才初始化 = 懒加载
}

场景 3 · 热加载配置/插件 (自定义加载器)

规则引擎脚本放 DB, 改完不重启:

URLClassLoader cl = new URLClassLoader(new URL[]{jarUrl},
                             RuleHolder.parentClassLoader);
Class<?> rule = cl.loadClass("com.x.RuleV2");   // 新加载器 → 全新 Class 对象
RuleHolder.swap(rule, cl);                        // 旧 loader 置空后可被 GC (防泄漏关键)

注意: 每代用独立加载器, 旧代必须断引用, 否则 Class 对象 + Metaspace 泄漏(报 OutOfMemoryError: Metaspace)。

场景 4 · ServiceLoader 加载 SPI 实现

自己框架的扩展点, 用 JDK 内置 SPI 机制(与 JDBC 同款):

// 1. 定义接口 (api 模块)
public interface PayProvider { PayResult pay(Order o); }
# 2. 实现方 jar 里声明 META-INF/services/com.x.PayProvider 文件, 内容为实现类全名
# 3. 框架侧一行加载所有实现
ServiceLoader.load(PayProvider.class)
             .forEach(p -> REGISTRY.put(p.type(), p));   // 自动发现, 零手写注册

场景 5 · 插件目录热扫描

规则引擎插件放 plugins/*.jar, 每个插件独立加载器实现隔离与替换:

URL[] jars = Files.list(dir).filter(p -> p.toString().endsWith(".jar"))
        .map(p -> { try { return p.toUri().toURL(); } catch ... })
        .toArray(URL[]::new);
URLClassLoader pluginCL = new URLClassLoader(jars, appCL);   // 父加载器=App: 可见公共接口
Class<?> cls = pluginCL.loadClass("com.plugin.Main");
REGISTRY.put(pluginName, cls);                                  // 换插件: 新 CL 加载, 旧引用置空

场景 6 · fat-jar 里读资源的正确姿势

Spring Boot 嵌套 jar 里 File 读不到, 必须走流:

// 坏: fat jar 内资源不是文件系统路径, 直接 OOM/FileNotFound
new File(getClass().getResource("/rules.json").toURI())
# 好: 流式读取, 任何打包形态都成立
try (InputStream in = getClass().getClassLoader()
        .getResourceAsStream("rules.json")) { ... }

场景 7 · 全公司版本统一: BOM 收口

类冲突的治本方案是在依赖管理层面收口, 而不是运行期躲:

<dependencyManagement>
  <dependencies>
    <dependency>                       // 平台 BOM 一次锁版本
      <groupId>com.x</groupId><artifactId>bom-all</artifactId>
      <version>2024.09</version><type>pom</type><scope>import</scope>
    </dependency>
  </dependencies>
</dependencyManagement>
# CI 加 maven-enforcer: banDuplicatePomDependencyVersions + dependencyConvergence

场景 8 · Java Agent 热修复(premain/agentmain)

线上紧急 bug 不重启热替换类字节码:

public class HotFixAgent {
    public static void agentmain(String args, Instrumentation inst)
            throws Exception {
        Class<?> target = Class.forName("com.x.RiskService");
        byte[] patched = Files.readAllBytes(Path.of("RiskService.class"));
        inst.redefineClasses(new ClassDefinition(target, patched));  // 只能改方法体
    }
}
# 挂载: VirtualMachine.attach(pid).loadAgent("hotfix.jar") — 用完即卸, 转正式发布

场景 9 · 三方 SDK 冲突隔离: shade 重定位

SDK 自带旧版 guava 与宿主冲突, 打包时整体改名搬家:

<plugin>
  <artifactId>maven-shade-plugin</artifactId>
  <configuration><relocations>
    <relocation>
      <pattern>com.google.common</pattern>
      <shadedPattern>com.x.shaded.guava</shadedPattern>   // 字节码级搬家+改引用
    </relocation>
  </relocations></configuration>
</plugin>
# 代价: 类"同源不同名", 与外部 guava 互不兼容 — SDK 边界勿泄漏 shaded 类型

场景 10 · 启动加速: 分层 CDS 与 AOT

类加载是冷启动大头, JDK 17+ 有现成工具链:

// Spring Boot 3 + JDK17: 开启分层 CDS
java -Djarmode=tools -jar app.jar extract --layers
java -XX:SharedArchiveFile=app.jsa -jar app.jar
# 极致: GraalVM native-image (AOT)
native-image -jar app.jar              # 毫秒级启动, 代价: 反射/动态代理要配置, JIT 峰值没了