解决一个诡异的java空指针问题的案例

痛定思痛。 2023-10-10 18:23 76阅读 0赞

最近在看java类加载器的资料，于是写了一个自定义类加载器测试一下，结果就悲剧了，直接报空指针！

![0d7fb1e458714af08c6a02b67a98b43b.png][]

跟着报错指引看代码37行是什么东东？

![242b2df27dc749d5967911e0d43c0541.png][]

就是一个inputStream, 然后看看它的定义：

![e51f2e58d90d412baf2fe46718930172.png][]

这玩意就是从classpath读取class字节码文件，然后转换成IO流，并没有什么问题啊。

打个断点看看，发现inputStream是有值的：

![58437a41565349c9bc0dc49ae912e246.png][]

这他妈是什么问题呢，一时间觉得很迷茫，不知从何入手。

**而且最诡异的是一旦加上下面一行return的代码，空指针报错就没了！**

if (clazz !=null) return clazz;

![cdc7c1f7497940e8beed5950809ca4aa.png][]

这是不是很诡异，看来只能重新再次debug了。

再次调试发现inputStream仍然是有值的，但是走完这段代码以后发现该代码又会再来一遍：

![1ce05ff69870499da387b06e32eeaecf.png][]

此时的类名变成了**Object.class！**但是之前的读取的类名应该是ClassData.class, 如下所示：

![8970be1c6dc74f328ef092fc2276f805.png][]

看来这就是问题的关键了！ 可以看到此时的inputStream真的是空值null

![97493219599e494fa9f4c485d32f6080.png][]

正是因为从classpath读取不到java.lang.Object的字节码文件，导致读取IO时生成了null，然后在创建字节数组时就引发了空指针异常

那为什么加了if判断的return代码就不报空指针错误了呢？

那是因为此时clazz是有值的：class java.lang.Object, 为什么有值呢？因为Object.class虽然从classPath的物理路径读取不到字节码文件，**但是通过super.load（name）的父类方法（累加载器应该是AppClassLoader），jvm能够从内存中读取到java.lang.Object.class的字节码文件！**

![4cdc6cfd036845df9ab64791e32456b5.png][]

然后它会根据下面的if判断直接return clazz,而不会执行后面创建字节数组的代码，从而避免了空指针的发生。

![4605c27ceabf40cd9c925c911aaa7567.png][]

以上分析完毕，可以看到关于类加载器的知识，里面的水还是很深的，需要仔细分析才能挖掘到深层次的东西

然后附上完整代码：

public class ClassLoaderTest2 {
        public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException {
            ClassLoader myClassLoader = new ClassLoader() {
                // 自定义类加载器
                @Override // 重写loadClass方法
                public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
                    Class<?> clazz = null;
                    // 下面的代码getSystemClassLoader使用了$AppClassLoader来加载，这样就仍然保持了双亲委派机制
    //                ClassLoader loader = getSystemClassLoader();
    //                try {
    //                    clazz = loader.loadClass(name);
    //                } catch (ClassNotFoundException e) {
    //                    e.printStackTrace();
    //                }
    //
    //                if (clazz != null) {
    //                    return clazz;
    //                }
    
                    // 读取classPath下编译生成的class字节码文件，然后转化成byte字节流
                    String fileName = name.substring(name.lastIndexOf(".") + 1) + ".class";
                    InputStream inputStream = getClass().getResourceAsStream(fileName);
                    if ( inputStream == null) {
                        clazz = super.loadClass(name);
                    }
    
                    // 当name入参为Object时，直接return clazz，跳过后面代码的执行，避免产生空指针问题。
                  //  if (clazz !=null) return clazz;
    
                    // 下面的代码实际打破了双亲委托机制，使得自定义classLoader生效，从而跟AppClassLoader发生冲突
                    // 导致同名Class的实例对象转换异常，因为类加载器不一样了
                    try {
                        byte[] bytes = new byte[inputStream.available()];
                        inputStream.read(bytes);
                        // defineClass方法将byte字节流转换成jvm能识别的Class对象
                        clazz = defineClass(name, bytes, 0, bytes.length);
    
                    } catch (IOException exception) {
                        throw new ClassNotFoundException(name);
                    }
                    return clazz;
                }
            };
    
    
            // 通过自定义类加载器myClassLoader来加载类ClassData并完成实例化
            Object clazz = myClassLoader.loadClass("com.mybest.ClassLoaderStudy.ClassData").newInstance();
            System.out.println("clazz self is ======>>>" + clazz.getClass());
            System.out.println("clazz's classLoader is " + clazz.getClass().getClassLoader());
            // 判断通过自定义类加载器myClassLoader生成的clazz是否还是ClassData类型
            // 从这里可以看到如果类加载器不同，即便Class类型相同，JVM仍然认为是两个不同的类
            System.out.println("clazz instanceof ClassData==> " + (clazz instanceof ClassData));
            System.out.println("ClassData's classLoader is " + ClassData.class.getClassLoader());
            // 所以这里会发生ClassCastException，因为类加载器不同：一个是自定义的类加载器myClassLoader，
            // 一个是系统类加载器：AppClassLoader　
            ClassData clazz2 = (ClassData) clazz;
        }
    }

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