24.5 自定义ClassLoader的应用：热部署

所谓热部署，就是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，怎么做到这一点呢？我们利用MyClassLoader，看个简单的示例。

我们使用面向接口的编程，定义一个接口IHelloService：

public interface IHelloService {
    public void sayHello();
}

实现类是shuo.laoma.dynamic.c87.HelloImpl, class文件放到MyClassLoader的加载目录中。

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";
private static final String FILE_NAME = "data/c87/"
            +CLASS_NAME.replaceAll("\\.", "/")+".class";
private static volatile IHelloService helloService;

CLASS_NAME表示实现类名称，FILE_NAME是具体的class文件路径，helloService是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，怎么做呢？先看用户端获取IHelloService的方法：

public static IHelloService getHelloService() {
    if(helloService ! = null) {
        return helloService;
    }
    synchronized (HotDeployDemo.class) {
        if(helloService == null) {
            helloService = createHelloService();
        }
        return helloService;
    }
}

这是一个单例模式，createHelloService()的代码为：

private static IHelloService createHelloService() {
    try {
        MyClassLoader cl = new MyClassLoader();
        Class<? > cls = cl.loadClass(CLASS_NAME);
        if(cls ! = null) {
            return (IHelloService) cls.newInstance();
        }
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return null;
}

它使用MyClassLoader加载类，并利用反射创建实例，它假定实现类有一个public无参构造方法。

在调用IHelloService的方法时，客户端总是先通过getHelloService获取实例对象，我们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，其代码为：

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，代码为：

public static void monitor() {
    Thread t = new Thread() {
        private long lastModified = new File(FILE_NAME).lastModified();
        @Override
        public void run() {
            try {
                while(true) {
                    Thread.sleep(100);
                    long now = new File(FILE_NAME).lastModified();
                    if(now ! = lastModified) {
                          lastModified = now;
                          reloadHelloService();
                    }
                }
            } catch (InterruptedException e) {
            }
        }
    };
    t.start();
}

我们使用文件的最后修改时间来跟踪文件是否发生了变化，当文件修改后，调用reloadHelloService()来重新加载，其代码为：

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，代码为：

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/c87/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，如图24-1所示。

图24-1 动态替换实现类示例

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。

本章介绍了Java中的类加载机制，包括Java加载类的基本过程，类ClassLoader的用法，以及如何创建自定义的ClassLoader，探讨了两个简单应用示例，一个通过动态加载实现了可配置的策略，另一个通过自定义ClassLoader实现了热部署。

需要说明的是，Java 9引入了模块的概念。在模块化系统中，类加载的过程有一些变化，扩展类的目录被删除掉了，原来的扩展类加载器没有了，增加了一个平台类加载器（Platform Class Loader），角色类似于扩展类加载器，它分担了一部分启动类加载器的职责，另外，加载的顺序也有一些变化，限于篇幅，我们就不探讨了。

从第21章到本章，我们探讨了Java中的多个动态特性，包括反射、注解、动态代理和类加载器，作为应用程序员，大部分用得都比较少，用得较多的就是使用框架和库提供的各种注解了，但这些特性大量应用于各种系统程序、框架和库中，理解这些特性有助于我们更好地理解它们，也可以在需要的时候自己实现动态、通用、灵活的功能。

在注解一章，我们提到，注解是一种声明式编程风格，它提高了Java语言的表达能力，日常编程中一种常见的需求是文本处理，在计算机科学中，有一种技术大大提高了文本处理的表达能力，那就是正则表达式，大部分编程语言都有对它的支持，它有什么强大功能呢？让我们下一章探讨。