Java 类加载机制（五）：自定义 ClassLoader 的应用：热部署

1. 什么是热部署

• 在不重启应用的情况下
• 当类的定义即字节码文件修改后
• 能够替换该 Class 创建的对象的过程

2. 写一个热部署的 Demo

//使用面向接口编程，定义一个接口 IHelloService。实现类是 shuo.laoma.dynamic.c87.HelloImpl，class 文件放到 MyClassLoader 的加载目录中
public interface IHelloService {
    public void sayHello();
}

//演示类是 HotDeployDemo，它定义了以下静态变量：
private static final String CLASS_NAME = "shuo.laoma.dynamic.c87.HelloImpl"; //实现类名称
private static final String FILE_NAME = "data/c87/" + CLASS_NAME.replaceAll("\\.", "/") + ".class"; //具体的 class 文件路径
private static volatile IHelloService helloService; // IHelloService 实例

//当 CLASS_NAME 代表的类字节码改变后，我们希望重新创建 helloService，反映最新的代码
//用户端获取 IHelloService 的方法，这是一个单例模式
public static IHelloService getHelloService() {
    if(helloService != null) {
        return helloService;
    }
    synchronized(HotDeployDemo.class) {
        if(helloService == null) {
            helloService = createHelloService();
        }
        return  helloService;
    }
}

//createHelloService() 代码
private static IHelloService createHelloService() {
    try {
        MyClassLoader cl = new MyClassLoader();
        Class<?> cls = cl.loadClass(CLASS_NAME); //使用 MyClassLoader 加载类
        if(cls != null) {
            return (IHelloService) cls.newInstance(); //利用反射创建实例，假定实现类有一个 public 无参构造方法
        }
    } catch(Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return null;
}

//模拟一个客户端线程，它不停地获取 IHelloService 对象，并调用其方法，然后睡眠 1 秒钟
public static void client() {
    Thread t = new Thread() {
        @Override
        public void run() {
            try {
                while(true) {
                    IHelloService helloService = getHelloService();
                    helloService.sayHello();
                    Thread.sleep(1000);
                }
            } catch(InterruptedException e) {

            }
        }
    };
    t.start();
}

//怎么知道类的 class 文件发生了变化，并重新创建 helloService 对象呢？我们使用一个单独的线程模拟这一过程
public static void monitor() {
    Threat t = new Thread() {
        private long lastModified = new File(FILE_NAME).lastModified(); //使用文件的最后修改时间来跟踪文件是否发生了变化
        @Override
        public void run() {
            try {
                while(true) {
                    Thread.sleep(100);
                    long now = new File(FILE_NAME).lastModified();
                    if(now != lastModified) {
                        lastModified = now;
                        reloadHelloService(); //当文件修改后，调用 reloadHelloService() 来重新加载
                    }
                }
            } catch(InterruptedException e) {

            }
        }
    };
    t.start();
}

//reloadHelloService()
public static void reloadHelloService() {
    helloService = createHelloService(); //就是利用 MyClassLoader 重新创建 HelloService，创建后，赋值给 helloService，这样，下次 getHelloService() 获取到的就是最新的了
}

//在主程序中启动 client 和 monitor 线程
public static void main(String[] args) {
    monitor();
    client();
}

//在运行过程中，替换 HelloImpl.class，可以看到行为会变化。为便于演示，我们在 data/c7/shuo/laoma/dynamic/c87 目录下准备了两个不同的实现类：HelloImpl_origin.class 和 HelloImpl_revised.class，在运行过程中替换，会看到输出不一样。使用 cp 命令修改 HelloImpl.class，如果其内容与 `HelloImpl_origin.class` 一样，输出为：hello；如果与 HelloImpl_revised.class 一样，输出为：hello revised。
//完整的代码和数据在 github 上，地址为：https://github.com/swiftma/program-logic，位于包 shuo.laoma.dynamic.c87 下