Maven解决Jar包依赖冲突方案分析

一、前言

早前,笔者在碰到ClassNotFoundException的异常也是一脸懵逼,但是这个类确实存在于我们的项目中,觉很离奇,就厚着脸皮去问组里的大神勋哥,勋哥开始一脸鄙视,心想这个居然都不知道,抵不过我的再三追问,勋哥抛出一句tree看一下,虽然我还是不懂,但是不好意思再问下去,感觉再问下去会被打死。事后勋哥过来问我,那个依赖冲突的问题解决了没有,解决了的话,给大家分享一下解决方案,后来因为各种原因,一直没有完成那个分享,所以借这篇文章补上吧。

二、正文

2.1 表象

Jar包冲突作为一个老生常谈的问题,几乎每一个程序员都会遇到。jar包冲突通常发生在程序编译时或运行时。主要分为两类:一类比较直观也是最常见的,在运行时抛出各种异常,还有一类比较隐晦,它不会直接报错,但是程序的行为却和预期不一致,罗列如下:

  • java.lang.ClassNotFoundException,即找不到指定的java类。
  • java.lang.NoSuchMethodError,即找不到指定的方法。
  • java.lang.NoClassDefFoundError,即找不到指定的java类(运行时报错)。
  • 没有异常,但是程序的行为和预期不一致。

如果有上述行为,就很有可能出现了包冲突的问题。

2.2 原理

在正式谈论如何解决这一问题之前,我们不妨先来研究下为什么会出现包冲突的问题。很显然,当我们使用Maven作为包依赖的管理工具的时候,如果我们直接或者间接的引入了groupId和artifactId都相同的包时,maven究竟是怎么选择最终使用哪个version的包来进行打包的呢?

2.2.1 传递依赖冲突

依赖传递:
情形1:如果A依赖B,并且A页依赖C,那么引入A,意味着B和C都会被引入。

image.png

情形2:如果A依赖B,B依赖C,那么引入A,意味着B和C都会被引入。


image.png

Maven引入的传递性依赖机制,一方面大大简化和方便了依赖声明,另一方面,大部分情况下我们只需要关心项目的直接依赖是什么,而不用考虑这些直接依赖会引入什么传递性依赖。但有时候,这种传递性依赖会造成问题。

例如,项目中有这样的依赖关系:A->B->D(1.0)、A->C->D(1.2),D是B和C的传递性依赖,但是两条依赖路径上有两个版本的D,最终哪个D会被Maven解析使用呢?

image.png

Maven最终选择哪个这里暂不给结论,假设最终选择的是D-1.0,但是我们在代码编写的时候使用到了与D1.0中就有的某个类,但是该类在D1.2中新增的某个方法的时候,在编写时代码不会报错,但是一旦编译运行就会报错java.lang.NoSuchMethodError

2.2.2 依赖调解原则

2.2.2.1 路径最近者优先原则

Maven依赖调解(Dependency Mediation)的第一原则是:路径最近者优先。

如果项目的依赖图如下图所示:D(1.0)的路径长度为2,而D(1.2)的路径长度为3,因此D(1.0)会被解析使用。

image.png

2.2.2.2 第一声明者优先原则

依赖调解第一原则不能解决所有问题。例如下面这个例子,D的两个版本到达A的两条依赖路径长度都为2。那么到底谁会被解析使用呢?在Maven 2.0.8及之前的版本中,结果是不确定的;但是从Maven 2.0.9开始,为了尽可能避免构建的不确定性,Maven定义了依赖调解的第二原则:第一声明者优先,即需要找到在pom文件声明中,依赖B的声明是写在了C的前面还是后面,如果依赖B的声明写在前面,那么D-1.0有效,否则就是D1-2有效。这种原则会解决不确定性的问题,但是有时候我们需要使用到类的功能也会因为这一原则而使用不了。

image.png

2.2.3 小结

在大多数时候,依赖冲突可能并不会对系统造成什么异常,因为Maven始终选择了一个Jar包来使用。但是,不排除在某些特定条件下,会出现类似找不到类的异常,所以,只要存在依赖冲突,在我看来,最好还是解决掉,不要给系统留下隐患。

2.3 解决方案

2.3.1 寻找冲突依赖

2.3.1.1 mvn dependency : tree指令

第一步:找到传递依赖的鬼出在哪里?

dependency:tree是把照妖照,pom.xml用它照照,所有传递性依赖都将无处遁形,并且会以层级树方式展现,非常直观。以下就是执行dependency:tree后的一个输出:

[INFO] --- maven-dependency-plugin:2.1:tree (default-cli) @ euler-foundation ---
[INFO] com.hsit:euler-foundation:jar:0.9.0.1-SNAPSHOT
[INFO] +- com.rop:rop:jar:1.0.1:compile
[INFO] |  +- org.slf4j:slf4j-api:jar:1.7.5:compile
[INFO] |  +- org.slf4j:slf4j-log4j12:jar:1.7.5:compile
[INFO] |  +- log4j:log4j:jar:1.2.16:compile
[INFO] |  +- commons-lang:commons-lang:jar:2.6:compile
[INFO] |  +- commons-codec:commons-codec:jar:1.6:compile
[INFO] |  +- javax.validation:validation-api:jar:1.0.0.GA:compile
[INFO] |  +- org.hibernate:hibernate-validator:jar:4.2.0.Final:compile
[INFO] |  +- org.codehaus.jackson:jackson-core-asl:jar:1.9.5:compile
[INFO] |  +- org.codehaus.jackson:jackson-mapper-asl:jar:1.9.5:compile
[INFO] |  +- org.codehaus.jackson:jackson-jaxrs:jar:1.9.5:compile
[INFO] |  +- org.codehaus.jackson:jackson-xc:jar:1.9.5:compile
[INFO] |  \- com.fasterxml.jackson.dataformat:jackson-dataformat-xml:jar:2.2.3:compile
[INFO] |     +- com.fasterxml.jackson.core:jackson-core:jar:2.2.3:compile
[INFO] |     +- com.fasterxml.jackson.core:jackson-annotations:jar:2.2.3:compile
[INFO] |     +- com.fasterxml.jackson.core:jackson-databind:jar:2.2.3:compile
[INFO] |     +- com.fasterxml.jackson.module:jackson-module-jaxb-annotations:jar:2.2.3:compile
[INFO] |     \- org.codehaus.woodstox:stax2-api:jar:3.1.1:compile
[INFO] |        \- javax.xml.stream:stax-api:jar:1.0-2:compile

刚才吹嘘dependency:tree时,我用到了“无处遁形”,其实有时你会发现简单地用dependency:tree往往并不能查看到所有的传递依赖。不过如果你真的想要看所有的,必须得加一个-Dverbose参数,这时就必定是最全的了。

内容太多,眼花缭乱,有没有好法呢?当然有了,加上Dincludes或者Dexcludes制定小包含或者排除的包,dependency:tree就会帮你过滤出来:
引用

Dincludes=org.springframework:spring-tx

过滤串使用groupId:artifactId:version的方式进行过滤,可以不用写全,例如:

mvn dependency:tree -Dverbose -Dincludes=asm:asm  

就会出来asm依赖包的分析信息:

[INFO] --- maven-dependency-plugin:2.1:tree (default-cli) @ ridge-test ---
[INFO] com.ridge:ridge-test:jar:1.0.2-SNAPSHOT
[INFO] +- asm:asm:jar:3.2:compile
[INFO] \- org.unitils:unitils-dbmaintainer:jar:3.3:compile
[INFO]    \- org.hibernate:hibernate:jar:3.2.5.ga:compile
[INFO]       +- cglib:cglib:jar:2.1_3:compile
[INFO]       |  \- (asm:asm:jar:1.5.3:compile - omitted for conflict with 3.2)
[INFO]       \- (asm:asm:jar:1.5.3:compile - omitted for conflict with 3.2)
[INFO] ------------------------------------------------------------------------

对asm有依赖有一个直接的依赖(asm:asm:jar:3.2)还有一个传递进入的依赖(asm:asm:jar:1.5.3)

2.3.1.2 Maven依赖结构图

可以使用IDEA提供的方法——Maven依赖结构图,打开Maven窗口,选择Dependencies,然后点击那个图标(Show Dependencies)或者使用快捷键(Ctrl+Alt+Shift+U),即可打开Maven依赖关系结构图

image.png

在图中,我们可以看到有一些红色的实线,这些红色实线就是依赖冲突,蓝色实线则是正常的依赖。

image.png

2.3.1.3 IDEA Maven Helper插件

首先,按照常规的IDEA 插件安装的方式安装插件Maven Helper:


image.png

安装的过程可能会出现下面的报错,是因为插件和idea的版本不兼容,换个插件版本就好了。

image.png

在插件安装好之后,我们打开pom.xml文件,在底部会多出一个Dependency Analyzer选项。


image.png

点开这个选项,找到冲突,点击右键,然后选择Exclude即可排除冲突版本的Jar包。

  • Conflicts:显示所有的冲突的依赖
  • All dependencys as List:以列表的形式显示所有的依赖
  • All dependencys as tree:以树的形式显示所有的依赖
image.png

注意:
同一个jar包可能需要执行多次Exclude操作,因为可能有多处冲突。
执行Exclude之后需要点击"Refresh"刷新一下,才能确定是否依然存在冲突。

2.3.2 处理冲突依赖

2.3.2.1 加载提前

在清楚了Maven的依赖调解规则后,我可以很自然地想到解决方案,就是把我们需要的版本的路径缩短或者声明提前。如下图,比如我们明确需要使用D-1.2,那么我们可以明确在pom依赖中,手动引入D-1.2包,并且将D-1.2的依赖声明写在依赖A的前面即可:

image.png

2.3.2.2 排除依赖

也就是使用exclusions元素声明排除其中一个依赖,exclusions可以包含一个或者多个exclusion子元素,因此可以排除一个或者多个传递性依赖。需要注意的是,声明exclusion的时候只需要groupId和artifactId,而不需要version元素,这是因为只需要groupId和artifactId就能唯一定位依赖图中的某个依赖。换句话说,Maven解析后的依赖中,不可能出现groupId和artifactId相同,但是version不同的两个依赖。

<dependency>
                <groupId>com.alibaba.aecp</groupId>
                <artifactId>logger-formatter</artifactId>
                <version>${logger-formatter.version}</version>
                <exclusions>
                    <exclusion>
                        <groupId>com.taobao.eagleeye</groupId>
                        <artifactId>eagleeye-core</artifactId>
                    </exclusion>
                </exclusions>
            </dependency>

2.3.2.3 升级父节点

使用上面三种方法都有一个前提,那就是你选定的version是可以兼容两个冲突的jar。但是两个jar不兼容的话,针对这种情况, 去掉任何一个依赖,都会出现异常。

针对这种情况, 去掉任何一个依赖,都会出现异常 。接口升级引入了新二方包,导致项目中间接依赖了slf4j-api:1.5.11和slf4j-api:1.7.5,结果这两个包还不兼容,1.7.5新增了一些类,同时把1.5.11中一些方法签名改了,结果这些变动的类和方法都被引用了。最后,使用maven helper查看1.5.11的整个依赖树,找到其父节点,升级其父节点version,这样父节点依赖的slf4j-api的version也会跟着变,找到一个能兼容的版本即可。

image.png

2.3.2.4 全路径冲突

还有一种特殊的冲突,多个dependency的groupID或artifactID不同(或两者都不同),但包中存在全路径类名相同的类Java类加载器根据classpath加载类时,根据classpath中jar包出现的先后顺序进行查找类并缓存,后面jar包中的类不使用。这个时候的常见异常就是NoSuchMethodException,NoClassDefFoundError,ClassNotFoundException,NoSuchMethodError等。

如果其中一个jar是我们不需要的,那么排除它就行了。但是,如果这个jar被很多dependency依赖,你需要一个个去写exclusions是不是很麻烦。这时我们可以直接在pom中添加一个空依赖(和想要去掉的jar的groupID,artifactID相同,但是version不同的一个空项目打包上传到远程仓库中)。

<!-- ================================================= -->
<!-- 排除依赖 -->
<!-- ================================================= -->
<dependency>
    <groupId>org.slf4j</groupId>
    <artifactId>slf4j-nop</artifactId>
    <version>999-not-exist-v3</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.slf4j</groupId>
    <artifactId>log4j-over-slf4j</artifactId>
    <version>999-not-exist</version>
</dependency>
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