大家好，我是程序员天天困。

这是「Arthas 线上诊断实战」系列第 6 篇。上一篇 [Profiler 火焰图](https://mp.weixin.qq.com/s/1mAoyxIZsubGdoF5bxQk8A) 解决的是 CPU 热点定位，这篇讲 **Arthas classloader** 和 sc——回到一个更基础但更让人懵的场景：线上突然报 `ClassNotFoundException`，代码明明就在那儿，依赖也引了，JVM 偏偏说找不到。点个收藏，我们直接上手。

## 一、ClassNotFoundException 不是代码写错了，是类没被加载

**线上最常见的类加载问题，不是类不存在，而是类没被 JVM 加载过。**

这种问题有一个非常典型的场景：一个报表服务引入了工具类 `ReportUtils`，本地跑得好好的，上预发环境突然报 `ClassNotFoundException`。第一反应查 pom 依赖——在的；反编译 jar——class 也在。折腾快一个小时才发现，那个类从来没被加载过，因为预发环境走的代码路径根本没触发到它。

![](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-11608098/5046e0c5aaa6423c4a43ca667a9321db.webp)

这就引出一个很多人没意识到的真相：**你写在项目里的类、maven 引进来的依赖，不等于已经被 JVM 加载了。** 类是「用到才加载」的，没用到的类可能永远躺在 jar 里不进内存。

那问题就变成两个：

1. 当前 JVM 到底加载了哪些类？
2. 能不能手动让 JVM 加载某个类？

Arthas 给了两个命令分别对付这两件事：**sc 搜类**，**classloader 管类加载器**。

## 二、类什么时候被加载：不是写在项目里就一定加载

**类的加载是懒加载，JVM 不会一启动就把所有 class 全塞进内存，而是「用到才加载」。**

什么是「用到」？JVM 规范里类的主动使用场景主要包括这几种：

| 主动使用场景      | 举例                                   |
| ----------------- | -------------------------------------- |
| new 实例化        | `new ReportUtils()`                    |
| 调用静态方法      | `ReportUtils.format(...)`              |
| 访问静态字段      | `ReportUtils.DEFAULT_FORMAT`           |
| 反射调用          | `Class.forName("com.ttk.ReportUtils")` |
| 子类被加载        | 父类会先被加载                         |
| main 方法所在的类 | 启动时自动加载                         |

![](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-11608098/ab31777ac328ac88f560b5a452461d74.png)

我用一个简单的示例场景说明。假设有个 `com.ttk.ReportUtils` 类，里面只有一个静态代码块：

```java
// 示例：静态代码块在类被加载时执行
package com.ttk;

public class ReportUtils {
    static {
        System.out.println("ReportUtils 被加载了！");
    }
}
```

然后有个启动类 `Main`：

```java
// 示例：Main 类引用了 ReportUtils 但没主动使用
package com.ttk;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello World");
        // 注意：这里没有 new ReportUtils()，也没调它的静态方法
    }
}
```

跑一下，输出只有 `Hello World`，`ReportUtils 被加载了！` 这行**不会出现**。为什么？因为 `Main` 只是和 `ReportUtils` 在同一个包里，并没有主动使用它——JVM 没有理由加载它。

相同的逻辑也出现在依赖上：你用 maven 引了一个坐标，jar 包里的所有类也不会全部加载，只有被实际用到的才会进 JVM。

这就解释了为什么 `ClassNotFoundException` 会在线上突然冒出来--代码在 jar 里，但运行时恰好没走到那条加载路径。

## 三、Arthas sc 命令：搜出 JVM 里到底加载了哪些类

**sc（Search Class）是 Arthas 用来搜索已加载类的命令，它能告诉你 JVM 里现在到底有哪些类。**

**Arthas sc（Search Class）**：Arthas 命令，按类名模糊匹配搜索 JVM 已加载的类，支持查看类加载器、字段、方法等详细信息。你可以把它理解为「JVM 内存里的类文件搜索器」。

前提还是先把 Arthas Attach 到目标 JVM（前面几篇讲过，`java -jar arthas-boot.jar` 选进程进到 `[arthas@PID]$`）。进来之后，搜 `com.ttk` 包下的所有类：

```bash
sc com.ttk.*
```

从输出结果能直观看到：只有 `Main` 被加载了，`ReportUtils` 没出现。

![](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-11608098/a71b8645cf256459891618495faefc47.png)

sc 支持模糊匹配，`*` 通配符搜包路径很方便。想看某个类的详细信息——是哪个 ClassLoader 加载的、有哪些字段方法——加 `-d`：

```bash
sc -d com.ttk.Main
```

输出里有个关键字段叫 `classLoaderHash`，这是一串十六进制的 hash 值，代表加载这个类的类加载器。**记住这个 hash，后面 classloader 手动加载类的时候要用**。

![](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-11608098/2468788c95dc1ad22f17b8b3b261868f.png)

> **可能有人会问：sc 和 jad 有什么区别？**
>
> jad 是把已加载的 class 反编译成源码给你看；sc 是列出 JVM 里有哪些类被加载了，看的是「有没有」而不是「源码长啥样」。排查类加载问题，先用 sc 看类在不在，再用 jad 看源码对不对。

sc 的完整用法见 [Arthas sc 官方文档](https://arthas.aliyun.com/doc/sc.html)，支持 `-E` 正则匹配、`-f` 查看字段、`-m` 查看方法等，日常排查 `sc 类名` 和 `sc -d 类名` 就够用了。

## 四、Arthas classloader 命令：查看当前所有类加载器

**想手动加载类，得先搞清楚 JVM 里有哪些类加载器，classloader 命令就是干这个的。**

**Arthas classloader**：Arthas 命令，查看 JVM 内所有 ClassLoader 实例、加载的类数量、层级关系，并支持手动加载类。你可以把它理解为「JVM 类加载器的管理员」。

类加载器是 JVM 加载类的执行者。JVM 里不止一个类加载器，它们按**双亲委派模型**分层协作

核心逻辑就一句话：**收到加载请求时，先交给父加载器去加载，父加载器搞不定才自己加载。** 这样保证 `java.lang.String` 永远由 Bootstrap 加载，不会被你的自定义 ClassLoader 篡改。

**双亲委派模型**：JVM 类加载器的分层委派机制，子加载器收到请求先委托父加载器加载，父加载器加载不了才自己加载。你可以理解为「有事先请示上级，上级处理不了再自己来」。

用 classloader 命令查看当前 JVM 有哪些类加载器：

```bash
classloader
```

输出会列出每个 ClassLoader 的 hash、类型和已加载的类数量。加 `-t` 能看层级关系：

```bash
classloader -t
```

![](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-11608098/07ff0664f5e4b2126ffea0b1d556ca1b.png)

树形输出里能直观看到层级关系（以 JDK 11 为例）：

- `BootstrapClassLoader` 在最顶层，C++ 实现，没有父加载器。
- `PlatformClassLoader`（JDK 8 叫 `ExtClassLoader`，JDK 9+ 改名）挂在 Bootstrap 下。
- `AppClassLoader` 挂在 PlatformClassLoader 下，负责加载你 classpath 下的类。
- 注意：因为 Arthas attach 到了这个 JVM，所以输出里还会多一个 `ArthasClassloader`，和 AppClassLoader 平级挂在 PlatformClassLoader 下 —— 这是 Arthas 用来加载自身命令类的。

## 五、手动加载一个类：classloader --load 实战

**前面铺了这么多，现在到正题：用 classloader --load 把一个没被加载的类手动塞进 JVM。**

为什么要手动加载？排查类加载问题时，有时需要验证「这个类能不能被加载」「加载后行为对不对」，而不想为了触发加载去改业务代码、走一遍完整调用链。classloader --load 给你一条直通路径。

操作分两步：

**第 1 步，拿到目标 ClassLoader 的 hash。** 用 `classloader` 命令列出所有类加载器，找到你要用的那个（通常是 AppClassLoader 或业务自定义的 ClassLoader），记下它的 hash 值，比如 `1dbd16a6`。

**第 2 步，用 --load 指定 hash 和类全名：**

```bash
classloader -c 1dbd16a6 --load com.ttk.ReportUtils
```

拆开看：

1. `-c 1dbd16a6`：指定用哪个 ClassLoader 加载（hash 来自上一步）。
2. `--load com.ttk.ReportUtils`：要加载的类全限定名。

执行成功后，终端没有报错就是加载成功了。再用 sc 验证一下：

```bash
sc com.ttk.ReportUtils
```

这次 `ReportUtils` 出现在输出里了——说明它已经被 JVM 加载进去了。

![](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-11608098/b5a552d66ce1573461586cf2fba318d8.png)

有个细节要注意：`-c` 后面跟的 hash 必须是真实存在的 ClassLoader hash，写错了会报 `classloader not found`。这个 hash 每次启动 JVM 都可能不一样，别想偷懒记死值。

## 六、sc + classloader 怎么和前面的命令搭配

**sc 和 classloader 解决的是「类在不在 JVM 里」的问题，和前面几篇的命令是配合关系，不是替代。**

六篇写下来，整个排查链路已经比较完整了：

| 阶段                 | 优先命令             | 你在解决什么 |
| -------------------- | -------------------- | ------------ |
| 入参 / 返回对不对    | watch                | 结果对错     |
| 走了哪条分支、哪层慢 | trace                | 路径与耗时   |
| 没请求也要看对象状态 | vmtool               | 堆内实例     |
| 已定位到方法体写错   | mc + retransform     | 在线换逻辑   |
| CPU 飙高找全局热点   | profiler             | 性能瓶颈     |
| 类没被加载、手动加载 | **sc + classloader** | 类加载问题   |
| 确认字节码是否已换   | jad                  | 反编译核对   |

推荐排查顺序：**报 ClassNotFoundException 先用 sc 看类在不在 JVM 里 -> 不在就用 classloader 查有哪些类加载器、拿到 hash -> 用 classloader --load 手动加载 -> sc 再验一次确认加载成功。** 这条链路走完，类加载问题基本就闭环了。

## 结语

Arthas classloader 和 sc 解决的是工具箱里最基础但最容易被忽略的一环——「类到底加载没加载」。`ClassNotFoundException` 不一定是类不存在，很多时候是 JVM 没走到加载路径。sc 帮你查 JVM 里有哪些类，classloader 帮你查有哪些类加载器、还能手动把类塞进去，两者配合，类加载问题基本不用再靠猜。

下一篇我会写这个系列的 **ognl**：Arthas 里最灵活也最容易上头的表达式引擎，一行命令在运行时调任意方法、访问私有字段。本文命令参数以 [Arthas sc 官方文档](https://arthas.aliyun.com/doc/sc.html) 与 [Arthas classloader 官方文档](https://arthas.aliyun.com/doc/classloader.html) 为准，版本更新了以官网为准。

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这是「Arthas 线上诊断实战」系列第 6 篇。上一篇 Profiler 火焰图 解决的是 CPU 热点定位，这篇讲 Arthas classloader 和 sc——回到一个更基础但更让人懵的场景：线上突然报 ClassNotFoundException，代码明明就在那儿，依赖也引了，JVM 偏偏说找不到。点个收藏，我们直接上手。

Arthas classloader + sc 实战：JVM 类加载与手动加载

ClassNotFoundException 不一定是类不存在。Arthas classloader 和 sc，查 JVM 加载了哪些类、手动加载没加载的类

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Arthas线上诊断实战：解决ClassNotFoundException问题。通过sc命令搜索JVM已加载类，classloader命令查看类加载器并手动加载缺失类。掌握类懒加载机制，快速定位线上类加载问题。适用于Java开发排查依赖存在但JVM未加载的场景，提升线上问题诊断效率。

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