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JAVA热部署原理

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      @Override10      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 = myLoader24                      .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say28            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。


参考资料

深入理解java虚拟机
深入探讨 Java 类加载器 http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-classloader/
 

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