Tomcat での jar のロードに関する異常な問題の分析と解決

現象の説明:

プロジェクトでは、Springboot を使用して Web プロジェクトを開始します。起動フェーズ中に、コンソールに例外が表示されました: 「1.10.3-1.4.3\hdf5.jar システムは指定されたファイルを見つけることができません。」これらの例外はプロジェクトの正常な動作には影響しませんが、厳格な技術者として、これらの例外を見ることは敵を見るのと同じであり、できるだけ早く排除する必要があります。

java.io.FileNotFoundException: D:\.m2\repository\org\bytedeco\javacpp-presets\hdf5-platform\1.10.3-1.4.3\hdf5.jar (指定されたファイルが見つかりません。)
 java.util.zip.ZipFile.open(ネイティブメソッド)
 java.util.zip.ZipFile.<init>(ZipFile.java:225) で
 java.util.zip.ZipFile.<init>(ZipFile.java:155) で
 java.util.jar.JarFile.<init>(JarFile.java:166) で
 java.util.jar.JarFile.<init>(JarFile.java:130) で
 org.apache.tomcat.util.compat.JreCompat.jarFileNewInstance(JreCompat.java:188) で
 org.apache.tomcat.util.scan.JarFileUrlJar.<init>(JarFileUrlJar.java:65) で
 org.apache.tomcat.util.scan.JarFactory.newInstance(JarFactory.java:49) で
 org.apache.tomcat.util.scan.StandardJarScanner.process(StandardJarScanner.java:374) で
 org.apache.tomcat.util.scan.StandardJarScanner.processURLs(StandardJarScanner.java:309) で
 org.apache.tomcat.util.scan.StandardJarScanner.doScanClassPath(StandardJarScanner.java:266) で
 org.apache.tomcat.util.scan.StandardJarScanner.scan(StandardJarScanner.java:229) で
 org.apache.jasper.servlet.TldScanner.scanJars(TldScanner.java:262) で
 org.apache.jasper.servlet.TldScanner.scan(TldScanner.java:104) で
 org.apache.jasper.servlet.JasperInitializer.onStartup(JasperInitializer.java:101) で
 org.apache.catalina.core.StandardContext.startInternal(StandardContext.java:5204) で
 org.apache.catalina.util.LifecycleBase.start(LifecycleBase.java:150) で
 org.apache.catalina.core.ContainerBase$StartChild.call(ContainerBase.java:1421) で
 org.apache.catalina.core.ContainerBase$StartChild.call(ContainerBase.java:1411) で
 java.util.concurrent.FutureTask.run$$$capture(FutureTask.java:266) で
 java.util.concurrent.FutureTask.run(FutureTask.java) で
 java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1149) で
 java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624) で
 java.lang.Thread.run(Thread.java:748) で

2019-03-29 18:09:08.303 警告 16940 --- [ost-startStop-1] oatomcat.util.scan.StandardJarScanner: クラスローダー階層から [file:/D:/.m2/repository/org/bytedeco/javacpp-presets/hdf5-platform/1.10.3-1.4.3/hdf5-linux-x86.jar] をスキャンできませんでした

java.io.FileNotFoundException: D:\.m2\repository\org\bytedeco\javacpp-presets\hdf5-platform\1.10.3-1.4.3\hdf5-linux-x86.jar (指定されたファイルが見つかりません。)
......
2019-03-29 18:09:08.578 警告 16940 --- [ost-startStop-1] oatomcat.util.scan.StandardJarScanner: クラスローダー階層から [file:/D:/.m2/repository/org/bytedeco/javacpp-presets/hdf5-platform/1.10.3-1.4.3/hdf5-linux-x86_64.jar] をスキャンできませんでした

java.io.FileNotFoundException: D:\.m2\repository\org\bytedeco\javacpp-presets\hdf5-platform\1.10.3-1.4.3\hdf5-linux-x86_64.jar (システムは指定されたファイルを見つけることができません。)

プロジェクト環境の説明

tomcat: springboot 組み込みバージョン 8.5.29 を使用する
Maven による依存関係管理
Spring Bootのバージョンは2.0.1です
Springフレームワークのバージョンは5.0.5です
このプロジェクトは、Deep Learn 4 Java (優れたJava機械学習ライブラリ) を参照しています。

 <依存関係>
 <groupId>org.deeplearning4j</groupId>
 <artifactId>ディープラーニング4j-コア</artifactId>
 <バージョン>1.0.0-beta3</バージョン>
 </依存関係>

問題のある jar 依存関係

追跡分析

エラーは起動フェーズで報告されるため、起動クラスを見つけてブレークポイントを追加し、どの段階でエラーが報告されているかを段階的に追跡し、エラーの原因を分析します。 Springboot コードをトレースしてデバッグし、jar の読み込み場所を見つけました。主なクラスとメソッドは次のとおりです。

追跡クラス org.apache.tomcat.util.scan.StandardJarScanner

メソッド doScanClassPath(...)

このメソッドは、すべてのクラスローダーをトラバースし、各クラスローダーに jar パッケージをロードします。

上記のアイコンの赤い部分はキーコードで、変数 classPathUrlsToProcess には、ロードするすべての jar 情報、主に jar パッケージのパス情報が格納されます。これは、Maven で見た jar パッケージと同じであることがわかります。

メソッド processURLs(...)

このメソッドは、現在のクラスローダーのすべての jar、つまり classPathUrlsToProcess に対してスタック操作を実行し、各 jar パッケージを処理します。キーコードは以下の通りです。

メソッド process()

このメソッドは、各jarを読み込んで分析し、

プロセスマニフェスト(jar、isWebapp、classPathUrlsToProcess)

メソッド processManifest

このメソッドは、jar 内のマニフェストファイルを処理し、マニフェストファイル内のクラスパスを分離し、そのコンテンツを新しい依存 jar として classPathUrlsToProcess に挿入します (processURLs メソッドは、スタック結果に jar をロードします)。

原因分析

実際、問題はマニフェストファイルのクラスパスにあります。コードを分析すると、Tomcat は Maven によって管理される jar パッケージをロードするだけでなく、jar 内のマニフェストファイルも分析することがわかります。クラスパスがある場合は、その中のコンテンツも jar パッケージの依存関係に追加され、これらの jar パッケージがロードされます。

エラーが発生する場所を確認するために、例として hdf5-1.10.3-1.4.3.jar のマニフェストファイルを開きます。

ここでの jar パッケージにはパスもバージョン番号もないため、Tomcat は hdf5-1.10.3-1.4.3.jar のパスに従ってそれをロードすることに注意してください。

ただし、これらの jar はプロジェクト内の対応する場所に存在しないため、jar が見つからないという例外が発生します。実際、プロジェクトにはこれらの jar がありますが、パスと名前は異なります。上の図の左側では、これらの jar がすでに Maven で使用可能であることがわかりますが、名前の後にはバージョン番号が追加されており、パスはそれぞれの Maven リポジトリ内にあります。

この時点で問題の原因がわかったので、次にその解決方法を考えてみましょう。

解決

オプション1:

存在しない jar パッケージがロードされないようにするには、マニフェスト内のクラスパスを削除するか、マニフェストファイルを削除します。ただし、Maven が更新されるたびに変更が上書きされ、例外が再度発生する可能性があります。

オプション2:

ロードによって要求されたパスに従って、対応する jar パッケージをコピーし、名前を変更してバージョン番号を削除しますが、これにより jar の冗長性が発生し、同じ jar が 2 回ロードされることになります。

オプション3:

Tomcat バージョンを 8.5.0 以前にダウングレードします。バージョン 8.5.0 では、マニフェストは分析およびロードされないため、例外は発生しません。

オプション4

マニフェストファイルをスキャンしないようにコード設定を追加します。

 @ビーン
 パブリックTomcatServletWebServerFactory tomcatFactory() {
  新しいTomcatServletWebServerFactory()を返す{
   @オーバーライド
   保護されたvoid postProcessContext(コンテキストコンテキスト) {
    ((StandardJarScanner) context.getJarScanner()).setScanManifest(false);
   }
  };
 }