JAVA熱部署原理

1、熱部署是什么？

對於Java應用程序來說，熱部署就是在運行時更新Java類文件。

2、熱部署有什么用？

可以不重啟應用的情況下，更新應用。舉個例子，就像電腦可以在不重啟的情況下，更換U盤。

OSGI也正是因為它的模塊化和熱部署，才顯得熱門。

3、熱部署的原理是什么？

想要知道熱部署的原理，必須要了解java類的加載過程。一個java類文件到虛擬機里的對象，要經過如下過程。

首先通過java編譯器，將java文件編譯成class字節碼，類加載器讀取class字節碼，再將類轉化為實例，對實例newInstance就可以生成對象。

類加載器ClassLoader功能，也就是將class字節碼轉換到類的實例。

在java應用中，所有的實例都是由類加載器，加載而來。

一般在系統中，類的加載都是由系統自帶的類加載器完成，而且對於同一個全限定名的java類（如com.csiar.soc.HelloWorld），只能被加載一次，而且無法被卸載。

這個時候問題就來了，如果我們希望將java類卸載，並且替換更新版本的java類，該怎么做呢？

     既然在類加載器中，java類只能被加載一次，並且無法卸載。那是不是可以直接把類加載器給換了？答案是可以的，我們可以自定義類加載器，並重寫ClassLoader的findClass方法。想要實現熱部署可以分以下三個步驟：

1、銷毀該自定義ClassLoader

2、更新class類文件

3、創建新的ClassLoader去加載更新后的class類文件。

示例代碼如下：

package com.csair.soc.hotswap;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
/**
 * 自定義類加載器，並override findClass方法
 */
public class MyClassLoader extends ClassLoader{
     @Override
     public Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException{
            try{
                String fileName = name.substring(name.lastIndexOf("." )+1) + ".class" ;
                InputStream is = this.getClass().getResourceAsStream(fileName);
                 byte[] b = new byte[is.available()];
                is.read(b);
                 return defineClass(name, b, 0, b. length);
           } catch(IOException e){
                 throw new ClassNotFoundException(name);
           }
     }
}

需要更新的類文件：

package com.csair.soc.hotswap;
public class HelloWorld {
     public void say(){
           System. out.println( "Hello World V1");
     }
}

在工程的根目錄下，生成V2版本的HelloWorld.class,內容如下。

package com.csair.soc.hotswap;
public class HelloWorld {
      public void say(){
           System. out.println( "Hello World V2");
     }
}

測試主程序

package com.csair.soc.hotswap;

import java.io.File;
import java.lang.reflect.Method;

public class Hotswap {
     public static void main(String[] args) throws Exception {
            loadHelloWorld();
            // 回收資源,釋放HelloWorld.class文件，使之可以被替換
           System. gc();
           Thread. sleep(1000);// 等待資源被回收
           File fileV2 = new File( "HelloWorld.class");
           File fileV1 = new File(
                      "bin\\com\\csair\\soc\\hotswap\\HelloWorld.class" );
           fileV1.delete(); //刪除V1版本
           fileV2.renameTo(fileV1); //更新V2版本
           System. out.println( "Update success!");
            loadHelloWorld();
     }

     public static void loadHelloWorld() throws Exception {
           MyClassLoader myLoader = new MyClassLoader(); //自定義類加載器
           Class<?> class1 = myLoader
                     .findClass( "com.csair.soc.hotswap.HelloWorld");//類實例
           Object obj1 = class1.newInstance(); //生成新的對象
           Method method = class1.getMethod( "say");
           method.invoke(obj1); //執行方法say
           System. out.println(obj1.getClass()); //對象
           System. out.println(obj1.getClass().getClassLoader()); //對象的類加載器
     }
}

輸出結果：

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

根據結果可以看到，在沒有重啟應用的情況下，成功的更新了HelloWorld類。

以上只是熱部署的最簡單的原理實踐，實際情況會復雜的多。OSGI的最關鍵理念就是應用模塊（bundle）化，對於每一個bundle,都有其自己的類加載器，當需要更新bundle時，把bundle和它的類加載器一起替換掉，就可以實現模塊的熱替換。

參考資料

深入理解java虛擬機

深入探討 Java 類加載器 http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-classloader/