NoClassDefFoundError vs ClassNotFoundException

我们先来认识一下Error 和Exception, 两个都是Throwable类的直接子类。  Javadoc 很好的说明了Error类：

An Error is a subclass of Throwable that indicates serious problems that a reasonable application should not try to catch. Most such errors are abnormal conditions.

抛出Error时，程序就是出现了严重的错误，程序会立即终止运行。我们来看一下Error的一些子类和它们在javadoc中的说明：

1. AnnotationFormatError - Thrown when the annotation parser attempts to read an annotation from a class file and determines that the annotation is malformed.
2. AssertionError - Thrown to indicate that an assertion has failed.
3. LinkageError - Subclasses of LinkageError indicate that a class has some dependency on another class; however, the latter class has incompatibly changed after the compilation of the former class.
4. VirtualMachineError - Thrown to indicate that the Java Virtual Machine is broken or has run out of resources necessary for it to continue operating.

Throwable的子类 主要分三种类别:

1. Error -  一些严重问题导致的，大多数程序此时应该crash 而不是试图去handle的错误
2. Unchecked Exception (aka RuntimeException) - 经常出现的编程错误比如 NullPointerException 或者非法参数. 这个Throwable类别中，程序有时可以处理该种错误 或者 从中恢复-- 或者 至少可以catch Thread的run方法，记录相应日志，并继续执行。
3. Checked Exception (aka Everything else) -  应用程序应当能够catch这里异常，并做一些有意义的事情。

有了上述基本认识以后，我们回到正题~

在辨析两者的不同前，让我们先看看两者有什么相同点：

1. 两者都是运行时错误，都是找不到某一个类
2. 两者都跟java classpath有关

现在看看有什么不同：

1. ClassNotFoundException 是在运行时由于调用 Class.forName() or ClassLoader.loadClass() or ClassLoader.findSystemClass()而找不到相应的类引起的。 NoClassDefFoundError 是由于相应的类在编译时出现，并使应用通过了编译和链接，而在运行时无法使用造成的。简单来说，前者是因为显式加载相应类失败造成的，后者是因为调用某类的方法或访问某类的域，隐式加载类失败造成的。
2. ClassNotFoundException 是java.lang.Exception的子类，必须在源码中提供明确的处理方式（再次throw 或者 catch）。而NoClassDefFoundError 是继承自java.lang.LinkageError的Error子类。
3. 如果你在java中用了两个ClassLoader，那么当一个ClassLoader试图去访问另一个ClassLoader加载的类时，jvm会抛出ClassNotFoundException。

可能造成 NoClassDefFoundError 的原因有很多：

1. 最常见的就是Class 在java classpath 中找不到。（可以通过打印字符串System.getProperty("java.class.path")来查看当前jvm使用的classpath）
2. 你可能使用的是jar命令在运行程序，而class在manifest文件的Class Path 属性中没定义
3. 启动脚本override了环境变量ClassPath
4. 也可能是一个类依赖的native library不可用

举个我自己的栗子:

#!/bin/bash

BIN_DIR=../MatchSnapshots/bin

export JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java--openjdk-amd64 

export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH

java  -cp $BIN_DIR:$JAVA_HOME/lib/tools.jar\
    edu.umd.MatchSnapshots.Main \
    some other options

源码是使用了com.sun.tools.hat.internal.parser.Reader类，在Eclipse中buildpath里添加了tools.jar以后编译通过并可以运行。在command line下，却抛出了NoClassDefFoundError,使用-cp选项添加了tools.jar就没这个问题了。

参考文章：

Difference between ClassNotFoundException vs NoClassDefFoundError in Java
How to resolve java.lang.ClassNotFoundException in Java

Differences betweeen Exception and Error