JPDA系列：

redefineClasses

下面直接上程式碼，我們的目標VM運行了如下程式碼，前面已經說過，目標VM啟動時需要新增option，-agentlib:jdwp=transport=dt_socket,server=y,suspend=n,address=8787

public class Main {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Random random = new Random();
        while(true) {
            int
 
 i = random.nextInt(1000);
            if(i % 10 == 0) {
                new Foo().bar();
                Thread.sleep(5000);
            }
        }
    }

}

public class Foo {
    public void bar() {
        System.out.println("hello Foo.");
    }
}

我們要實現的程式碼Hot Swap就是，直接線上修改Foo#bar方法，使該方法輸出hello HotSwapper.

import com.sun.jdi.Bootstrap;
import com.sun.jdi.ReferenceType;
import com.sun.jdi.VirtualMachine;
import com.sun.jdi.connect.Connector;
import com.sun.tools.jdi.SocketAttachingConnector;
import javassist.ClassPool;
import javassist.CtClass;
import javassist.CtMethod;

public
 
 class HotSwapper {

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        List<Connector> connectors =
                Bootstrap.virtualMachineManager().allConnectors();
        SocketAttachingConnector sac = null;
        for (Connector connector : connectors) {
            if(connector instanceof SocketAttachingConnector) {
                sac = (SocketAttachingConnector)connector;
            }
        }
        if(sac != null) {
            Map<String, Connector.Argument> defaultArguments = sac.defaultArguments();
            Connector.Argument hostArg = defaultArguments.get("hostname");
            Connector.Argument portArg = defaultArguments.get("port");
            hostArg.setValue("localhost");
            portArg.setValue("8787");
            VirtualMachine vm = sac.attach(defaultArguments);

            List<ReferenceType> rtList = vm.classesByName("me.kisimple.just4fun.Foo");
            ReferenceType rt = rtList.get(0);
            Map<ReferenceType, byte[]> newByteCodeMap = new HashMap<ReferenceType, byte[]>(1);
            byte[] newByteCode = genNewByteCode();
            newByteCodeMap.put(rt, newByteCode);

            if(vm.canRedefineClasses()) {
                vm.redefineClasses(newByteCodeMap);
            }
        }
    }

}

要使用VirtualMachine#redefineClasses方法，需要拿到要替換的Java類的位元組碼，由栗子中的genNewByteCode方法輸出。下面介紹兩種方式來完成，

JavaCompiler

Java Compiler API 使用方式如下，

    private static byte[] genNewByteCodeUsingJavaCompiler() throws Exception {
        JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();

//        compiler.run(null, null, null, "E:\\Projects\\just4fun\\src\\main\\java\\me\\kisimple\\just4fun\\Foo.java");

        File javaFile = 
                new File("E:\\Projects\\just4fun\\src\\main\\java\\me\\kisimple\\just4fun\\Foo.java");
        StandardJavaFileManager fileManager = compiler.getStandardFileManager(null, null, null);
        Iterable<? extends JavaFileObject> compilationUnit =
                fileManager.getJavaFileObjectsFromFiles(Arrays.asList(javaFile));
        compiler.getTask(null, fileManager, null, null, null, compilationUnit).call();

        File classFile = 
                new File("E:\\Projects\\just4fun\\src\\main\\java\\me\\kisimple\\just4fun\\Foo.class");
        InputStream in = new FileInputStream(classFile);
        byte[] buf = new byte[(int)classFile.length()];
        while (in.read(buf) != -1) {}
        return buf;
    }

使用這種方式我們需要先修改Foo的原始碼，

public class Foo {
    public void bar() {
        System.out.println("hello HotSwapper.");
    }
}

然後執行HotSwapper就會使用JavaCompiler將修改後的原始碼重新編譯，生成新的Foo.class檔案，再使用檔案IO的API讀入class檔案就達到我們的目的了。然後我們就可以看到目標VM的輸出如下，

Listening for transport dt_socket at address: 8787
hello Foo.
hello Foo.
hello Foo.
Listening for transport dt_socket at address: 8787
hello HotSwapper.
hello HotSwapper.

妥妥的實現了程式碼的Hot Swap，或者說是熱部署。
在將class檔案讀入到位元組陣列時，有個地方需要注意一下，byte[] buf = new byte[(int)classFile.length()];位元組陣列的大小不可以隨便定義，不然會出現以下錯誤，目標VM會誤以為整個位元組陣列都是class檔案的位元組碼，

Exception in thread "main" java.lang.ClassFormatError: class not in class file format
    at com.sun.tools.jdi.VirtualMachineImpl.redefineClasses(VirtualMachineImpl.java:321)

Javassist

Javassist的API使用起來要簡單得多，

    private static byte[] genNewByteCodeUsingJavassist() throws Exception {
        ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
        CtClass cc = pool.get("me.kisimple.just4fun.Foo");
        CtMethod cm = cc.getDeclaredMethod("bar");
        cm.setBody("{System.out.println(\"hello HotSwapper.\");}");
        return cc.toBytecode();
    }

使用這種方式我們也不需要去修改Foo的原始檔。

HotSwapper

其實在Javassist中已經實現了一個HotSwapper了，通過原始碼也能看到，它也是使用了JPDA的API來實現Hot Swap的。

參考資料