背景

由于最近Oracle宣布JDK8的新收费政策之后，公司决定迁移java环境到OpenJDK上面。在完成了迁移之后，发现了有两个接口抛出了NoClassDefFoundError。调查之后发现是openJDK里面缺少了sun.lwawt.macosx.LWCToolkit这个包导致的问题。
借此机会，记录一下这个问题，也顺便回顾了一下JVM加载和初始化class的过程，同时感慨一下果然冒烟测试和UT跑过之后还是要放心很多 ：）

具体问题 以及 解决方案

总的来说，还是比较容易定位到问题的，因为stack trace还是满明显的：

Caused by: java.lang.NoClassDefFoundError: Could not initialize class sun.lwawt.macosx.LWCToolkit
    at java.lang.Class.forName0(Native Method)
    at java.lang.Class.forName(Class.java:264)
    at java.awt.Toolkit$2.run(Toolkit.java:860)
    at java.awt.Toolkit$2.run(Toolkit.java:855)
    at java.security.AccessController.doPrivileged(Native Method)
    at java.awt.Toolkit.getDefaultToolkit(Toolkit.java:854)
    at java.awt.Image.getScaledInstance(Image.java:178)

具体代码抛异常的地方：

public static synchronized Toolkit getDefaultToolkit() {
        if (toolkit == null) {
            java.security.AccessController.doPrivileged(
                    new java.security.PrivilegedAction<Void>() {
                public Void run() {
                    Class<?> cls = null;
                    String nm = System.getProperty("awt.toolkit");
                    try {

                        // 凶手在这里～
                        cls = Class.forName(nm);
                    } catch (ClassNotFoundException e) {
                        ClassLoader cl = ClassLoader.getSystemClassLoader();
                        if (cl != null) {
                            try {
                                cls = cl.loadClass(nm);
                            } catch (final ClassNotFoundException ignored) {
                                throw new AWTError("Toolkit not found: " + nm);
                            }
                        }
                    }
                    try {
                        if (cls != null) {
                            toolkit = (Toolkit)cls.newInstance();
                            if (GraphicsEnvironment.isHeadless()) {
                                toolkit = new HeadlessToolkit(toolkit);
                            }
                        }
                    } catch (final InstantiationException ignored) {
                        throw new AWTError("Could not instantiate Toolkit: " + nm);
                    } catch (final IllegalAccessException ignored) {
                        throw new AWTError("Could not access Toolkit: " + nm);
                    }
                    return null;
                }
            });
            loadAssistiveTechnologies();
        }
        return toolkit;
    }

可以看到这里主要通过Class.forName(str)来动态加载的Class，所以在编译阶段没有抛出相关的异常，而是在运行到这部分之后才发现这个问题。
这里想到之前想通过java -verbose方式来精简JDK的时候，也是很容易因为这些动态加载的情况，造成包的误删除。

知道原因之后，解决方案就比较容易了，一个是更换这里的处理方式，使用其它的方式；当然有同事还提出了一个更为亮眼的解决方式：把sun jdk下面的jar包直接拷贝过来……（是的，我也被这个思路震惊了，哈哈哈）

Java的类加载实例化步骤

过程中，顺便回顾了一下Java对类的加载和实例化步骤（注意这里是开始顺序，并非一定是结束顺序相关联），这里也记录一下，以免后面又搞混了。

1. 加载： 通过加载器将二进制文件读入到JVM中（这里主要涉及到classloader的双亲委托机制）
2. 验证：
   2.1 验证文件格式：例如CAFEBABE的标识（是的，我第一次看《深入JVM虚拟机》的时候对这个类型字也震惊了，果然程序员还是浪漫，不知道算不算彩蛋，哈哈哈）
   2.2 验证元数据
   2.3 验证字节码
   2.4 验证符号引用
3. 准备（option）：
   3.1 为静态变量分配内存
   3.2 初始化静态变量为默认值（注意这里是默认的0值，而不是我们赋予的初始值）
4. 解析： 将符号引用转化为直接引用
5. 初始化：对类和类中的变量进行初始化（赋予初始值等）

关于初始化的时机，也记录一下：

1. 实例化对象，如new
2. 访问静态变量
3. 访问静态方法
4. 反射
5. 初始化子类
6. 启动时被标记为启动的类（比如main的入口类）

结语

在处理过程中，还发现OpenJDK对JPG图片的处理上，和sun JDK也有一些区别，查了一下资料，感觉主要是在alpha通道的处理上有不一样的地方。
这么一看，感觉sun对这部分的处理还有点高级，居然能支持alpha通道，也不知道是不是以后可以玩带透明度的JPG了 :P

参考如下：

image.png