NoSuchMethodError 常见原因及解决方法

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导读

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当应用程序试图调用类（静态或实例）的指定方法，而该类已不再具有该方法的定义时，就会抛出 java.lang.NoSuchMethodError 错误。简单地说，就是同一个 Class 有多个版本的实现，并且在运行时调用了缺少方法的那个版本。本文总结了 NoSuchMethodError 常见原因及其解决方法，如有遗漏或错误，欢迎补充指正。

运行时抛出 NoSuchMethodError 的根本原因是什么？

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在实际生产系统中，我们主要关注运行时抛出的 NoSuchMethodError 错误，该错误轻则导致程序异常终止，严重时甚至会产生不可预知的程序结果，比如支付服务执行异常，实际支付已完成，却向用户返回支付失败。

运行时抛出 NoSuchMethodError 错误的根本原因就是：应用程序直接或间接依赖了同一个类的多个版本，并且在运行时执行了缺少方法的版本。如下图所示：

因此，核心问题就转化为：同一类为什么会有多个版本？哪个版本的类最终会被执行？

为什么同一个 Class 会出现多个版本？

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导致 Java Class 出现多版本的原因，可以归纳为以下几类：

• JDK 版本不一致。常见于编译打包环境使用高版本 JDK 开发与打包，而实际运行环境的 JDK 版本较低。例如，本地项目环境 JDK 版本为 1.7，调用 Character.isAlphabetic() 方法判断当前字符是否为字母；而线上环境 JDK 版本为 1.6，在运行期间就会抛出 NoSuchMethodError 错误。
• SNAPSHOT 版本不一致。常见于本地更新 SNAPSHOT 版本后，没有执行 mvn clean deploy 部署，导致线上环境运行时仍然引用了旧版本的 SNAPSHOT 包。
• Maven 依赖生命周期为 provided。常见于本地依赖的某组件生命周期为 provided，所声明版本仅用于本地编译打包，而线上运行时会通过其他依赖关系加载 Jar 包。
• 同一个 Jar 包出现了多个版本。常见于 Maven 依赖未显式指定版本号，导致间接依赖版本冲突，很容易引入低版本的 Jar 包。
• 同一个 Class 出现在不同的 Jar 包中。该问题常见于代码拷贝场景，比如基于开源版本定制了一些功能，使用了新的 Maven 坐标打包发布，此时 Maven 仲裁机制失效（非常隐蔽，难以排查）。由于 JVM 类加载器对于同一个类只会加载一次，最终加载的类实现受到 Jar 包依赖的路径、类声明的先后顺序或文件加载顺序等因素的影响，很可能出现不同机器加载的类实现不一致。

哪个版本的 Class 最终会被执行？

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影响 Class 最终是否被执行的关键因素有两个：Maven 依赖仲裁机制和 JVM 类加载机制，如下图所示：

首先，Maven 依赖仲裁机制 决定了打包的优先级， 仲裁优先级“从高到低”如下所述：

• 优先按照依赖管理 [dependencyManagement] 元素中指定的版本进行仲裁；

• 若无版本声明，则按照 “短路径优先” 原则（Maven2.0）进行仲裁，即选择依赖树中路径最短的版本；

• 若路径长度一致，则按照 “第一声明优先” 原则进行仲裁，即选择 POM 中最先声明的版本。

合理使用 Maven 依赖仲裁机制可以便捷的管理 Jar 包版本，而不合理的使用将导致多版本 Jar 冲突。

其次，JVM 类加载机制 决定了 Class 被加载到 JVM 的优先级， 如果同一个类出现在多个 Jar 包中，那么在 双亲委派类加载机制 下，加载该 Jar 包的类加载器层级越高，该 Jar 包越先被加载，它所包含的 Class 越先被执行，如上图所示：

• 启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）优先级最高，主要加载 JVM 运行时核心类，如 java.util、java.io等，这些类主要位于 $JAVA_HOME/lib/rt.jar 文件中。

• 扩展类加载器（Extention ClassLoader）优先级次之，主要加载 JVM 扩展类，如 swing 组件、xml 解析器等，这些类主要位于 $JAVA_HOME/lib/ext/ 目录下的 Jar 包中。

• 应用类加载器（Application ClassLoader），又称系统类加载器，优先级再次之，它会加载 Classpath 环境变量里定义的路径中的 Jar 包和目录，通常我们自己编写的代码或依赖的第三方 Jar 包都是由它来加载。

除了上述两种原因外，在同一个 ClassLoader 下，如果存在一个 Class 出现在不同的 Jar 包中，那么文件系统的文件加载顺序也可能会影响最终的加载结果。因此，应该尽量保证开发/测试/生产系统环境一致性。

如何解决 NoSuchMethodError 错误？

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虽然抛出 NoSuchMethodError 错误的原因多种多样，但本质上是由于编译时类路径与运行时类路径不一致。因此，通用的定位思路可以归纳为以下 3 步：

1、定位异常 Class 的全限定类名与调用方，通常可以在应用日志抛出的异常堆栈中获取。如下图所示：

Exception in thread "main" java.lang.NoSuchMethodError: com.xxx.AsyncAppender.append(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;	
  at com.xxx.ProvokeNoSuchMethodError.main(ProvokeNoSuchMethodError:7)	
  at ……

2、定位异常 Class 的来源，可以通过 Arthas 等在线诊断工具反编译，如 jad com.xxx.AsyncAppender，获取该类运行时的源码、ClassLoader、Jar 包位置等信息。

1、根据 ClassLoader 和 Jar 包全路径名等信息，判断是类加载、Maven 仲裁或其他原因，并对应的加以解决。例如加载了同一个 Jar 包的低版本实现，则在 Maven dependencyManagement 中指定版本，或者移除间接依赖中的低版本（提示: 执行 mvn dependency:tree 命令，可以输出 Maven 依赖拓扑关系）。

其他 Jar 包冲突问题

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本文介绍的 Jar 包冲突解决方法，除了解决 java.lang.NoSuchMethodError 以外，对其他相似问题也具备一定的参考价值。

例如 java.lang.ClassNotFoundException，即加载不到指定类，通常是 Maven 仲裁选错了版本，如本地开发阶段调用了 1.2.0 版本，而打包时采用了 1.0.0 版本的 Jar 包。同理，java.lang.NoClassDefFoundError 和 java.lang.LinkageError 也可以基于上述思路进行排查。

此外，如果类和方法名都保持不变，但是内部实现有变化，在多版本冲突场景下，不会抛出异常，但程序行为跟预期不一致， 此时，也可以基于上述思路进行排查诊断。

推荐工具&产品

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• ARMS —— 阿里云 APM 产品，支持 NoSuchMethodError 异常关键字告警

  https://help.aliyun.com/document_detail/42966.html

• Arthas —— Java 在线诊断工具

  https://github.com/alibaba/arthas

参考文章

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• 重新看待 Jar 包冲突问题及解决方案

  http://www.yangbing.club/2017/07/15/solution-for-jar-conflicts/

• 3 Steps to Fix NoSuchMethodErrors and NoSuchMethodExceptionshttps://reflectoring.io/nosuchmethod/

作者信息：

夏明，GitHub ID @StabilityMan，花名涯海，阿里云 ARMS & EagleEye 技术专家，2016 年加入阿里巴巴，一直从事链路追踪和 APM 监控诊断领域的相关工作。

本文缩略图：icon by 轩坊

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