排查 Fargate 上的 Java 类加载问题

平台更新后，在 Fargate 上运行的 Java 应用程序可能会遇到类加载问题，尤其是当应用程序依赖于非确定性的类加载行为时。这可能表现为依赖项注入错误、Spring Boot 失败或其他在以前的部署中不存在的运行时异常。

症状

您可能会遇到以下症状：

• Spring Boot 依赖项注入错误

• ClassNotFoundException 或 NoClassDefFoundError 异常

• 以前在 Fargate 上运行的应用程序现在会间歇性故障

• 同样的容器映像可以在 Amazon EC2 上运行，但在 Fargate 上出现故障

• 使用相同容器映像的部署之间行为不一致

原因

出现这些问题的原因通常是：

• 非确定性类加载：当底层平台更改文件的访问或缓存方式时，依赖从 JAR 文件加载类的顺序的 Java 应用程序可能会失败。

• 平台更新：Fargate 平台版本更新可能会更改底层文件系统的行为，进而影响类的发现和加载顺序。

• JAR 文件排序依赖关系：隐式依赖于特定 JAR 加载顺序而没有明确依赖关系管理的应用程序。

解决方案

要解决 Fargate 上的 Java 类加载问题，请实施确定性类加载做法：

即时修复

如果您需要一个立即可行的解决办法：

1. 强制执行 JAR 加载顺序：在应用程序的类路径配置中明确指定 JAR 文件的加载顺序。

2. 使用显式依赖关系管理：确保在生成包配置（Maven、Gradle 等）中明确声明所有依赖关系，而不是依赖于传递依赖关系。

长期最佳实践

实施以下做法以防止未来出现类加载问题：

1. 使类加载具有确定性：

   • 在生成包文件中使用显式的依赖关系声明

   • 避免依赖类路径扫描顺序

   • 使用依赖关系管理工具来解决版本冲突问题

   • 使用 -verbose:class 等 Java 虚拟机（JVM）选项，获取有关 JVM 加载的类的信息。

2. Spring Boot 应用程序：

   • 将 @ComponentScan 与显式基础包结合使用

   • 通过显式配置 bean 来避免自动配置冲突

   • 使用 @DependsOn 注释来控制 bean 的初始化顺序

3. 生成包配置：

   • 在 Maven 或 Gradle 中使用依赖关系管理部分

   • 排除会导致冲突的传递依赖关系

   • 使用 Maven Enforcer 插件之类的工具来检测依赖问题

4. 测试：

   • 使用不同的 JVM 实现来测试您的应用程序

   • 运行模拟不同部署环境的集成测试

   • 在开发过程中使用工具来分析类路径冲突

预防措施

为了防止 Java 类在未来的部署中出现类加载问题，请执行以下操作：

• 遵循确定性的类加载实践：将应用程序设计为不依赖于从类路径中加载类的顺序。

• 使用显式依赖关系管理：务必在生成包配置中明确声明所有必需的依赖项及其版本。

• 跨环境测试：定期跨不同环境和平台版本测试您的应用程序，以尽早发现潜在问题。

• 监控平台更新：随时了解 Fargate 平台更新，并在应用程序影响生产工作负载之前使用新的平台版本对其进行测试。