Java基于自定義類加載器如何實現熱部署

這篇文章主要介紹Java基于自定義類加載器如何實現熱部署，文中介紹的非常詳細，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們一定要看完！

熱部署：

熱部署就是在不重啟應用的情況下，當類的定義即字節碼文件修改后，能夠替換該Class創建的對象。一般情況下，類的加載都是由系統自帶的類加載器完成，且對于同一個全限定名的java類，只能被加載一次，而且無法被卸載。可以使用自定義的 ClassLoader 替換系統的加載器，創建一個新的 ClassLoader，再用它加載 Class，得到的 Class 對象就是新的（因為不是同一個類加載器），再用該 Class 對象創建一個實例，從而實現動態更新。如：修改 JSP 文件即生效，就是利用自定義的 ClassLoader 實現的。

還需要創建一個守護線程，不斷地檢查class文件是否被修改過，通過判斷文件的上次修改時間實現。

演示：

原來的程序：

修改后重新編譯：

代碼：

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();
    }
  }
}
 
// 熱部署
 
class HotDeploy {
  private static volatile Runnable instance;
  private final String FILE_NAME;
  private final String CLASS_NAME;
 
  public HotDeploy(String name) {
    CLASS_NAME = name; // 類的完全限定名
    name = name.replaceAll("\\.", "/") + ".class";
    FILE_NAME = (getClass().getResource("/") + name).substring(6); // 判斷class文件修改時間使用，substring(6)去掉開頭的file:/
  }
 
  // 獲取一個任務
  public Runnable getTask() {
    if (instance == null) { // 雙重檢查鎖，單例，線程安全
      synchronized (HotDeploy.class) {
        if (instance == null) {
          try {
            instance = createTask();
          } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
          }
        }
      }
    }
    return instance;
  }
 
  // 創建一個任務，重新加載 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;
  }
 
 
  // 監視器，監視class文件是否被修改過，如果是的話，則重新加載
  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文件被修改過了
            lastModified = now;
            instance = createTask(); // 重新加載
          }
        }
      } catch (InterruptedException | IOException e) {
        e.printStackTrace();
      }
    });
    t.setDaemon(true); // 守護線程
    t.start();
  }
}
 
// 自定義的類加載器
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：

剛開始自定義類加載器時，重寫的是 loadClass(String name) 方法，但不斷地報錯，后來明白了，因為 Task 類實現了 Java.lang.Runnable 接口，且重寫 loadClass 方法破壞了雙親委派機制，導致了自定義的類加載器去加載 java.lang.Runnable，但被Java安全機制禁止了所以會報錯。defineClass調用preDefineClass，preDefineClass 會檢查包名，如果以java開頭，就會拋出異常，因為讓用戶自定義的類加載器來加載Java自帶的類庫會引起混亂。

于是又重寫findClass 方法，但還是不行，findClass方法總是得不到執行，因為編譯好的類是在 classpath 下的，而自定義的 ClassLoader 的父加載器是 AppClassLoader，由于雙親委派機制，類就會被 Application ClassLoader來加載了。因此自定義的 findClass 方法就不會被執行。解決方法是，向構造器 ClassLoader(ClassLoader parent) 傳入null，或傳入 getSystemClassLoader().getParent()。

還有就是路徑問題：

• path不以 / 開頭時，默認是從此類所在的包下取資源；path 以 / 開頭時，則是從ClassPath根下獲取；

• URL getClass.getResource(String path)

• InputStream getClass().getResourceAsStream(String path)

• getResource("") 返回當前類所在的包的路徑

• getResource("/") 返回當前的 classpath 根據路徑

• path 不能以 / 開始，path 是從 classpath 根開始算的， 因為classloader 不是用戶自定義的類，所以沒有相對路徑的配置文件可以獲取，所以默認都是從哪個classpath 路徑下讀取，自然就沒有必要以 / 開頭了 。

• URL Class.getClassLoader().getResource(String path)

• InputStream Class.getClassLoader().getResourceAsStream(String path)

Java是什么

Java是一門面向對象編程語言，可以編寫桌面應用程序、Web應用程序、分布式系統和嵌入式系統應用程序。

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