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Java基於自定義類載入器實現熱部署過程解析

熱部署:

熱部署就是在不重啟應用的情況下,當類的定義即位元組碼檔案修改後,能夠替換該Class建立的物件。一般情況下,類的載入都是由系統自帶的類載入器完成,且對於同一個全限定名的java類,只能被載入一次,而且無法被解除安裝。可以使用自定義的 ClassLoader 替換系統的載入器,建立一個新的 ClassLoader,再用它載入 Class,得到的 Class 物件就是新的(因為不是同一個類載入器),再用該 Class 物件建立一個例項,從而實現動態更新。如:修改 JSP 檔案即生效,就是利用自定義的 ClassLoader 實現的。

還需要建立一個守護執行緒,不斷地檢查class檔案是否被修改過,通過判斷檔案的上次修改時間實現。

演示:

原來的程式:

Java基於自定義類載入器實現熱部署過程解析

修改後重新編譯:

Java基於自定義類載入器實現熱部署過程解析

程式碼:

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檔案修改時間使用,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,執行緒安全
      synchronized (HotDeploy.class) {
        if (instance == null) {
          try {
            instance = createTask();
          } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
          }
        }
      }
    }
    return instance;
  }
 
  // 建立一個任務,重新載入 class 檔案
  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檔案是否被修改過,如果是的話,則重新載入
  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檔案被修改過了
            lastModified = now;
            instance = createTask(); // 重新載入
          }
        }
      } catch (InterruptedException | IOException e) {
        e.printStackTrace();
      }
    });
    t.setDaemon(true); // 守護執行緒
    t.start();
  }
}
 
// 自定義的類載入器
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,b.length);
    } catch (IOException e) {
      throw new ClassNotFoundException(name);
    }
  }
  public static MyClassLoader getLoader() {
    return new MyClassLoader();
  }
}

遇到的坑:

剛開始自定義類載入器時,重寫的是 loadClass(String name) 方法,但不斷地報錯,後來明白了,因為 Task 類實現了 Java.lang.Runnable 介面,且重寫 loadClass 方法破壞了雙親委派機制,導致了自定義的類載入器去載入 java.lang.Runnable,但被Java安全機制禁止了所以會報錯。defineClass呼叫preDefineClass,preDefineClass 會檢查包名,如果以java開頭,就會丟擲異常,因為讓使用者自定義的類載入器來載入Java自帶的類庫會引起混亂。

於是又重寫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 的父載入器是 AppClassLoader,由於雙親委派機制,類就會被 Application ClassLoader來載入了。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,預設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 不是使用者自定義的類,所以沒有相對路徑的配置檔案可以獲取,所以預設都是從哪個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)

以上就是本文的全部內容,希望對大家的學習有所幫助,也希望大家多多支援我們。