摘要：而熱部署技術(shù)能夠幫助開發(fā)人員減少重新部署的等待時(shí)間。本文的目的為調(diào)研熱部署的技術(shù)現(xiàn)狀及其對(duì)開發(fā)效率的幫助，并簡(jiǎn)單梳理其技術(shù)實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)。熱部署技術(shù)總結(jié)熱部署目前有多種技術(shù)實(shí)現(xiàn)官方開源商業(yè)。

開發(fā)、自測(cè)、聯(lián)調(diào)期間代碼可能會(huì)被頻繁地修改，通常即使只增加了一行代碼，都需要重啟容器以檢查執(zhí)行效果。而熱部署技術(shù)能夠幫助開發(fā)人員減少重新部署的等待時(shí)間。本文的目的為調(diào)研熱部署的技術(shù)現(xiàn)狀及其對(duì)開發(fā)效率的幫助，并簡(jiǎn)單梳理其技術(shù)實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)。

JVM熱部署目前有多種技術(shù)實(shí)現(xiàn)：官方、開源、商業(yè)。其中商業(yè)的JRebel功能強(qiáng)大，涵蓋了日常開發(fā)中大部分熱更新場(chǎng)景。以團(tuán)隊(duì)中一個(gè)基于Tomcat + Spring的業(yè)務(wù)后臺(tái)為例，修改代碼后，本地冷啟動(dòng)耗時(shí)4.5min，本地?zé)岵渴鸬臅r(shí)間則小于1s，極大改善了開發(fā)效率。

當(dāng)前JVM和JVMTI（JVM Tool Interface）規(guī)范中通過相應(yīng)的agent機(jī)制支持的retransformClass/redefineClass操作可以在加載前和加載后動(dòng)態(tài)修改類的內(nèi)容，從Java 5開始，這一功能還通過Instrumentation API直接提供給Java應(yīng)用使用，但是其適用范圍是受限的：只能修改已有方法的方法體。

以下摘自 JVM(TM) Tool Interface 1.2.3
The redefinition may change method bodies, the constant pool and attributes. The redefinition must not add, remove or rename fields or methods, change the signatures of methods, change modifiers, or change inheritance. These restrictions may be lifted in future versions. See the error return description below for information on error codes returned if an unsupported redefinition is attempted.

IDE的edit-and-continue功能（Intellij Idea為Update Application）就用到了這種被稱為HotSwap的熱部署技術(shù)，但是它的限制太大，完全無法滿足實(shí)際開發(fā)中的需求。

這是一個(gè)由JKU主導(dǎo)的、基于HotSpot VM的研究項(xiàng)目，誕生于2010年。該項(xiàng)目希望能動(dòng)態(tài)修改類的任意元素，包括成員、方法、注解、繼承等而無需重啟JVM。目前的light版已經(jīng)支持到Java 8 update 144, build 2。

基于DCEVM構(gòu)建的開源項(xiàng)目，其完成度要高于DCEVM，目前已發(fā)布1.0版。對(duì)于常見的IDE、IoC/ORM/Log框架、J2EE應(yīng)用容器的支持比較完善。根據(jù)官方文檔，HA支持下列特性。

Add/remove/modify class fields.

Add/remove/modify methods. Add/remove/modify method annotations

Add/remove/modify classes including anonymous classes. HotswapAgent handless correct anonymous class redefinitions.

Add/remove static member of classes. HotswapAgent handles static member initialization.

Add/remove enum values

Refresh framework and application server settings

Java世界中大名鼎鼎的熱部署解決方案，熱部署特性與上面提到的HotSwapAgent類似。當(dāng)然作為一款商業(yè)軟件，它支持的框架、IDE、J2EE應(yīng)用容器的種類都更多，總計(jì)100+；同時(shí)支持Hotspot VM和Oracle VM；文檔和社區(qū)支持非常完善，很容易上手。

最重要的是，沒錢的碼農(nóng)可以通過贊助官方的Social Plan免費(fèi)激活JRebel！

測(cè)試環(huán)境為團(tuán)隊(duì)使用的Tomcat + Spring + SpringMvc。
以下是實(shí)際開發(fā)中常見的改動(dòng)類型的測(cè)試結(jié)果?！綪ass】為支持，【Fail】為不支持。

【Pass】在Spring和SpringMvc的配置Xml中增加Bean定義

【Pass】新增Controller類，新增、修改Controller注解

【Pass】新增、修改RequestHandler方法、方法體、方法簽名、注解

【Fail】在Spring和SpringMvc的配置Xml中增加、修改容器配置項(xiàng)。如 / / / 等

熱部署的本質(zhì)，簡(jiǎn)單的理解，是在運(yùn)行中實(shí)時(shí)增加、替換JVM中的類文件而無需重啟JVM。

眾所周知，JVM使用ClassLoader加載類文件，內(nèi)含的雙親委派模型通過指定類文件加載的順序避免由于類沖突而導(dǎo)致核心類庫加載失敗。單個(gè)ClassLoader不能加載全限定名相同的類；不能修改已加載的類的聲明；不能卸載已加載的類，除非移除整個(gè)ClassLoader，或者被GC回收。

那么，修改原有的類（如Test.class）的任意元素后，熱部署就會(huì)面臨很多問題。比方說：

兩個(gè)全限定名相同的類如何加載？

類的實(shí)例化如何獲取到新的類？

更新類的聲明后，如增加類方法、實(shí)例方法；修改類方法、實(shí)例方法簽名、方法體、方法注解；新增、修改類變量、實(shí)例變量；修改接口、類的繼承關(guān)系，調(diào)用點(diǎn)怎么指向新的類？

如果JVM使用了內(nèi)聯(lián)優(yōu)化技術(shù)呢？

如何保證反射正確，比如調(diào)用Class的getName()、getMethods()、getField()等方法時(shí)如何獲取到新的類？

如果用了容器或者框架，修改JavaConfig或者XML后，怎么反映到容器里？

熱部署問題在底層繞不開ClassLoader，當(dāng)一個(gè)類被更新后，需要被重新載入到ClassLoader中，原先對(duì)類變量、實(shí)例變量、類方法、實(shí)例方法的調(diào)用都需要重定向到新類?？梢酝ㄟ^引入一個(gè)包含所有符號(hào)鏈接的中間層，當(dāng)JVM加載用戶的類時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)增強(qiáng)，并記錄下涉及的符號(hào)鏈接。

舉幾個(gè)實(shí)現(xiàn)思路的小例子：

在類加載時(shí)為新的類起一個(gè)新的限定名（如原來的類名是Test，而新的類名是Test_v1），繞開ClassLoader的限制。

所有指向老的類的符號(hào)鏈接都實(shí)時(shí)替換為相應(yīng)的新符號(hào)鏈接

在ClassLoader中查找老的類時(shí)返回新的類

監(jiān)控容器配置文件，發(fā)生變化后調(diào)用容器refresh API

Java SE 6 新特性 Instrumentation 新功能

HotSwapAgent

深入探索 Java 熱部署

DCEVM

Get True Hot Swap in Java with DCEVM and IntelliJ IDEA

Features - JRebel

HotSwap和JRebel原理

實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)的java class hotswap (三) 解決方案 續(xù)

實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)的java class hotswap (三) 解決方案

Java是否可以做到修改類而不用重啟JVM？