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：

package com.csair.soc.hotswap;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
/**
 * 自定义类加载器，并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);
           }
     }
}

需要更新的类文件：

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

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

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

测试主程序

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();
            // 回收资源,释放HelloWorld.class文件，使之可以被替换
           System. gc();
           Thread. sleep(1000);// 等待资源被回收
           File fileV2 = new File( "HelloWorld.class");
           File fileV1 = new File(
                      "bin\com\csair\soc\hotswap\HelloWorld.class" );
           fileV1.delete(); //删除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(); //自定义类加载器
           Class<?> class1 = myLoader
                     .findClass( "com.csair.soc.hotswap.HelloWorld");//类实例
           Object obj1 = class1.newInstance(); //生成新的对象
           Method method = class1.getMethod( "say");
           method.invoke(obj1); //执行方法say
           System. out.println(obj1.getClass()); //对象
           System. out.println(obj1.getClass().getClassLoader()); //对象的类加载器
     }
}

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/