JAVA热部署原理浅析

1、热部署是什么？

对于Java应用程序来说，热部署就是在运行时更新Java类文件。

2、热部署有什么用？

可以不重启应用的情况下，更新应用。举个例子，就像电脑可以在不重启的情况下，更换U盘。

OSGI也正是因为它的模块化和热部署，才显得热门。

3、热部署的原理是什么？

想要知道热部署的原理，必须要了解java类的加载过程。一个java类文件到虚拟机里的对象，要经过如下过程。



首先通过java编译器，将java文件编译成class字节码，类加载器读取class字节码，再将类转化为实例，对实例newInstance就可以生成对象。

类加载器ClassLoader功能，也就是将class字节码转换到类的实例。

在java应用中，所有的实例都是由类加载器，加载而来。

一般在系统中，类的加载都是由系统自带的类加载器完成，而且对于同一个全限定名的java类（如com.csiar.soc.HelloWorld），只能被加载一次，而且无法被卸载。

这个时候问题就来了，如果我们希望将java类卸载，并且替换更新版本的java类，该怎么做呢？

既然在类加载器中，java类只能被加载一次，并且无法卸载。那是不是可以直接把类加载器给换了？答案是可以的，我们可以自定义类加载器，并重写ClassLoader的findClass方法。想要实现热部署可以分以下三个步骤：

1、销毁该自定义ClassLoader

2、更新class类文件

3、创建新的ClassLoader去加载更新后的class类文件。

示例代码如下：

1 package com.csair.soc.hotswap;
2
3 import java.io.IOException;
4 import java.io.InputStream;
5 /**
6  * 自定义类加载器，并override findClass方法
7  */
8 public class MyClassLoader extends ClassLoader{
9      @Override
10      public Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException{
11             try{
12                 String fileName = name.substring(name.lastIndexOf("." )+1) + ".class" ;
13                 InputStream is = this.getClass().getResourceAsStream(fileName);
14                  byte[] b = new byte[is.available()];
15                 is.read(b);
16                  return defineClass(name, b, 0, b. length);
17            } catch(IOException e){
18                  throw new ClassNotFoundException(name);
19            }
20      }
21 }

需要更新的类文件：

1 package com.csair.soc.hotswap;
2 public class HelloWorld {
3      public void say(){
4            System. out.println( "Hello World V1");
5      }
6 }

在工程的根目录下，生成V2版本的HelloWorld.class,内容如下。

1 package com.csair.soc.hotswap;
2 public class HelloWorld {
3       public void say(){
4            System. out.println( "Hello World V2");
5      }
6 }

测试主程序

1 package com.csair.soc.hotswap;
2
3 import java.io.File;
4 import java.lang.reflect.Method;
5
6 public class Hotswap {
7      public static void main(String[] args) throws Exception {
8             loadHelloWorld();
9             // 回收资源,释放HelloWorld.class文件，使之可以被替换
10            System. gc();
11            Thread. sleep(1000);// 等待资源被回收
12            File fileV2 = new File( "HelloWorld.class");
13            File fileV1 = new File(
14                       "bin\\com\\csair\\soc\\hotswap\\HelloWorld.class" );
15            fileV1.delete(); //删除V1版本
16            fileV2.renameTo(fileV1); //更新V2版本
17            System. out.println( "Update success!");
18             loadHelloWorld();
19      }
20
21      public static void loadHelloWorld() throws Exception {
22            MyClassLoader myLoader = new MyClassLoader(); //自定义类加载器
23            Class<?> class1 = myLoader
24                      .findClass( "com.csair.soc.hotswap.HelloWorld");//类实例
25            Object obj1 = class1.newInstance(); //生成新的对象
26            Method method = class1.getMethod( "say");
27            method.invoke(obj1); //执行方法say
28            System. out.println(obj1.getClass()); //对象
29            System. out.println(obj1.getClass().getClassLoader()); //对象的类加载器
30      }
31 }

输出结果：

Hello World V1

class com.csair.soc.hotswap.HelloWorld

com.csair.soc.hotswap.MyClassLoader@bfc8e0

Update success!

Hello World V2

class com.csair.soc.hotswap.HelloWorld

com.csair.soc.hotswap.MyClassLoader@860d49

根据结果可以看到，在没有重启应用的情况下，成功的更新了HelloWorld类。

以上只是热部署的最简单的原理实践，实际情况会复杂的多。OSGI的最关键理念就是应用模块（bundle）化，对于每一个bundle,都有其自己的类加载器，当需要更新bundle时，把bundle和它的类加载器一起替换掉，就可以实现模块的热替换。