Java基于自定义类加载器实现热部署过程解析
作者：yuanyb
热部署：
热部署就是在不重启应用的情况下，当类的定义即字节码文件修改后，能够替换该Class创建的对象。一般情况下，类的加载都是由系统自带的类加载器完成，且对于同一个全限定名的java类，只能被加载一次，而且无法被卸载。可以使用自定义的 ClassLoader 替换系统的加载器，创建一个新的 ClassLoader，再用它加载 Class，得到的 Class 对象就是新的（因为不是同一个类加载器），再用该 Class 对象创建一个实例，从而实现动态更新。如：修改 JSP 文件即生效，就是利用自定义的 ClassLoader 实现的。
还需要创建一个守护线程，不断地检查class文件是否被修改过，通过判断文件的上次修改时间实现。
演示：
原来的程序：
修改后重新编译：
代码：
package Dynamic;
import java.io.*;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class ClassLoadStudy {
public static void main(String[] args) throws Exception {
HotDeploy hot = new HotDeploy("Dynamic.Task");
hot.monitor();
while (true) {
TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
hot.getTask().run();
}
}
}
// 热部署
class HotDeploy {
private static volatile Runnable instance;
private final String FILE_NAME;
private final String CLASS_NAME;
public HotDeploy(String name) {
CLASS_NAME = name; // 类的完全限定名
name = name.replaceAll("\\.", "/") + ".class";
FILE_NAME = (getClass().getResource("/") + name).substring(6); // 判断class文件修改时间使用，substring(6)去掉开头的file:/
}
// 获取一个任务
public Runnable getTask() {
if (instance == null) { // 双重检查锁，单例，线程安全
synchronized (HotDeploy.class) {
if (instance == null) {
try {
instance = createTask();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
return instance;
}
// 创建一个任务，重新加载 class 文件
private Runnable createTask() {
try {
Class clazz = MyClassLoader.getLoader().loadClass(CLASS_NAME);
if (clazz != null)
return (Runnable)clazz.newInstance();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
// 监视器，监视class文件是否被修改过，如果是的话，则重新加载
public void monitor() throws IOException {
Thread t = new Thread(()->{
try {
long lastModified = Files.getLastModifiedTime(Path.of(FILE_NAME)).toMillis();
while(true) {
Thread.sleep(500);
long now = Files.getLastModifiedTime(Path.of(FILE_NAME)).toMillis();
if(now != lastModified) { // 如果class文件被修改过了
lastModified = now;
instance = createTask(); // 重新加载
}
}
} catch (InterruptedException | IOException e) {
e.printStackTrace();
}
});
t.setDaemon(true); // 守护线程
t.start();
}
}
// 自定义的类加载器
class MyClassLoader extends ClassLoader {
@Override
public Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
try {
String fileName = "/" + name.replaceAll("\\.", "/") + ".class";
InputStream is = getClass().getResourceAsStream(fileName);
byte[] b = is.readAllBytes();
return defineClass(name, b, 0, b.length);
} catch (IOException e) {
throw new ClassNotFoundException(name);
}
}
public static MyClassLoader getLoader() {
return new MyClassLoader();
}
}
遇到的坑：
刚开始自定义类加载器时，重写的是 loadClass(String name) 方法，但不断地报错，后来明白了，因为 Task 类实现了 Java.lang.Runnable 接口，且重写 loadClass 方法破坏了双亲委派机制，导致了自定义的类加载器去加载 java.lang.Runnable，但被Java安全机制禁止了所以会报错。defineClass调用preDefineClass，preDefineClass 会检查包名，如果以java开头，就会抛出异常，因为让用户自定义的类加载器来加载Java自带的类库会引起混乱。
于是又重写findClass 方法，但还是不行，findClass方法总是得不到执行，因为编译好的类是在 classpath 下的，而自定义的 ClassLoader 的父加载器是 AppClassLoader，由于双亲委派机制，类就会被 Application ClassLoader来加载了。因此自定义的 findClass 方法就不会被执行。解决方法是，向构造器 ClassLoader(ClassLoader parent) 传入null，或传入 getSystemClassLoader().getParent()。
还有就是路径问题：
- path不以 / 开头时，默认是从此类所在的包下取资源；path 以 / 开头时，则是从ClassPath根下获取；
- URL getClass.getResource(String path)
- InputStream getClass().getResourceAsStream(String path)
- getResource("") 返回当前类所在的包的路径
- getResource("/") 返回当前的 classpath 根据路径
- path 不能以 / 开始，path 是从 classpath 根开始算的， 因为classloader 不是用户自定义的类，所以没有相对路径的配置文件可以获取，所以默认都是从哪个classpath 路径下读取，自然就没有必要以 / 开头了 。
- URL Class.getClassLoader().getResource(String path)
- InputStream Class.getClassLoader().getResourceAsStream(String path)
以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持脚本之家。