ClassCastException深入分析

ClassCastException是JVM在检测到两个类型间转换不兼容时引发的运行时异常。此类错误通常会终止用户请求。在执行任何子系统的应用程序代码时都有可能发生ClassCastException异常。通过转换，可以指示Java编译器将给定类型的变量作为另一种变量来处理。对基础类型和用户定义类型都可以转换。Java语言规范定义了允许的转换，其中大多数可在编译时进行验证。不过，某些转换还需要运行时验证。如果在此运行时验证过程中检测到不兼容，JVM就会引发ClassCastException异常。例如：

Fruit f;

Apple a = (Apple)f;

当出现下列情况时，就会引发ClassCastException异常：

1.        Fruit和Apple类不兼容。当应用程序代码尝试将某一对象转换为某一子类时，如果该对象并非该子类的实例，JVM就会抛出ClassCastException异常。

2.        Fruit和Apple类兼容，但加载时使用了不同的ClassLoader。这是这种异常发生最常见的原因。在这里，需要了解一下什么是ClassLoader？



ClassLoader

         ClassLoader是允许JVM查找和加载类的一种Java类。JVM有内置的ClassLoader。不过，应用程序可以定义自定义的ClassLoader。应用程序定义新的ClassLoader通常出于以下两种原因：

1.        自定义和扩展JVM加载类的方式。例如，增加对新的类库(网络、加密文件等)的支持。

2.        划分JVM名称空间，避免名称冲突。例如，可以利用划分技术同时运行同一应用程序的多个版本(基于空间的划分)。此项技术在应用服务器(如WebLogic Server)内的另一个重要用途是启用应用程序热重新部署，即在不重新启动JVM的情况下启动应用程序的新版本(基于时间的划分)。

ClassLoader按层级方式进行组织。除系统BootClassLoader外，其它ClassLoader都必须有父ClassLoader。

在理解类加载的时候，需要注意以下几点：

1.        永远无法在同一ClassLoader中重新加载类。“热重新部署”需要使用新的ClassLoader。每个类对其ClassLoader的引用都是不可变的：this.getClass().getClassLoader()。

2.        在加载类之前，ClassLoader始终会先询问其父ClassLoader(委托模型)。这意味着将永远无法重写“核心”类。

3.        同级ClassLoader间互不了解。

4.        由不同ClassLoader加载的同一类文件也会被视为不同的类，即便每个字节都完全相同。这是ClassCastException的一个典型原因。

5.        可以使用Thread.setContextClassLoader(a)将ClassLoader连接到线程的上下文。

基于以上的基本原理，可以加深大家对ClassCastException的理解，和在碰到问题时提供一种解决问题的思路。