熱部署初探與雙親委派機制

一、熱部署初探

? 熱部署就是在不重啟服務的情況下，無需重新啟動整個應用，就能對代碼、配置等進行更新并使新的更改在服務中生效。以下代碼可以打破雙親委派機制，利用類加載器的隔離實現熱部署。可分為以下三步進行：

1. 自定義類加載器

   public class HotClassLoader extends ClassLoader {// 1. 指定父類加載器（默認系統類加載器）public HotClassLoader(ClassLoader parent) {super(parent);}// 2. 核心方法：從字節碼加載類public Class<?> loadByte(byte[] classByte) {return defineClass(null, classByte, 0, classByte.length);}
   }
   

2. 加載類定義

   public class HotDemo {public void printVersion() {System.out.println("【原始版本】9.0");}public static void main(String[] args) throws Exception {}
   }
   

3. 測試類

   public class HotLoadTest {public static void main(String[] args) throws Exception {// 注意: 這是一個循環。while (true) {// 1. 讀取更新后的class文件byte[] bytes = Files.readAllBytes(Paths.get("E:\\IDEAProjects\\JavaBasicKnowladge\\out\\production\\JavaBasicKnowladge\\orverLoad\\HotDemo.class"));// 2. 用自定義加載器加載HotClassLoader loader = new HotClassLoader(HotLoadTest.class.getClassLoader());Class<?> clazz = loader.loadByte(bytes);// 3. 反射調用方法Object obj = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();clazz.getMethod("printVersion").invoke(obj);Thread.sleep(3000); // 3秒后重新加載}}
   }
   

熱部署機制：

1. 打破類加載緩存：通常來說，類加載器會對已加載的類進行緩存，減少重復創建。上面程序每次新建HotClassLoader實例，利用不同類加載器的獨立命名空間，即使類名相同。JVM也會將其視為不同的類，從而繞過緩存機制。（類加載器的命名空間（Namespace） 是JVM用于隔離不同類加載器加載的類的核心機制。JVM判斷類的唯一性，通過類的全限定名與加載該類的加載器實例判斷。）
2. 動態加載字節碼：loadByte()方法直接調用defineClass（)，這一步繞過了傳統的類加載流程，將外部傳入的最新字節碼動態轉換為Class對象。這使得修改后的類無需重啟即可被加載。
3. 隔離父類加載器：顯式指定父加載器，并確保目標類未被父加載器加載過，避免雙親委派機制導致無法重新加載。

二、打破雙親委派機制

1. 打破雙親委派機制類加載器

   public class BreakDelegateLoader extends ClassLoader {// 必須重寫loadClass而非findClass@Overridepublic Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {// 1. 優先檢查是否已加載Class<?> c = findLoadedClass(name);if (c != null) {return c;}// 2. 針對特定包名打破委派if (name.startsWith("com.example.breaking")) {return findClass(name);}// 3. 其他類仍走雙親委派return super.loadClass(name);}@Overrideprotected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {try {byte[] data = loadClassData(name);return defineClass(name, data, 0, data.length);} catch (IOException e) {throw new ClassNotFoundException(name);}}private byte[] loadClassData(String className) throws IOException {String path = className.replace('.', '/') + ".class";try (InputStream ins = getClass().getClassLoader().getResourceAsStream(path)) {// Java 8 兼容寫法ByteArrayOutputStream buffer = new ByteArrayOutputStream();byte[] data = new byte[1024];int bytesRead;while ((bytesRead = ins.read(data, 0, data.length)) != -1) {buffer.write(data, 0, bytesRead);}return buffer.toByteArray();}}
   }
   

2. 加載類

   public class TestClass {static {System.out.println("【類加載】初始化完成，加載器：" +TestClass.class.getClassLoader());}// 添加構造方法調用public TestClass() {System.out.println("實例已創建");}
   }
   

3. 測試類

   public class BB {public static void main(String[] args) throws Exception {// 使用自定義加載器優先加載BreakDelegateLoader loader = new BreakDelegateLoader();// 必須通過自定義加載器觸發首次加載Class<?> c1 = loader.loadClass("com.example.breaking.TestClass");c1.newInstance(); // 觸發初始化// 再用系統加載器加載Class<?> c2 = Class.forName("com.example.breaking.TestClass");c2.newInstance();System.out.println("是否為同一個類: " + (c1 == c2)); // 應為false}
   }
   

示意圖：

機制	優勢	典型場景
雙親委派	安全性、類唯一性、避免沖突	常規Java應用、核心類庫加載
打破雙親委派	靈活性、隔離性、動態性	Web容器、熱部署、SPI、插件化架構

核心權衡：在安全穩定與靈活擴展之間取舍。雙親委派是默認的“安全模式”，而打破它是為了滿足特定場景下的高級需求。理解兩者的優劣，才能合理設計類加載策略。