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热部署初探与双亲委派机制

一、热部署初探

​ 热部署就是在不重启服务的情况下，无需重新启动整个应用，就能对代码、配置等进行更新并使新的更改在服务中生效。以下代码可以打破双亲委派机制，利用类加载器的隔离实现热部署。可分为以下三步进行：

1. 自定义类加载器

   public class HotClassLoader extends ClassLoader {// 1. 指定父类加载器（默认系统类加载器）public HotClassLoader(ClassLoader parent) {super(parent);}// 2. 核心方法：从字节码加载类public Class<?> loadByte(byte[] classByte) {return defineClass(null, classByte, 0, classByte.length);}
   }
   

2. 加载类定义

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

3. 测试类

   public class HotLoadTest {public static void main(String[] args) throws Exception {// 注意: 这是一个循环。while (true) {// 1. 读取更新后的class文件byte[] bytes = Files.readAllBytes(Paths.get("E:\\IDEAProjects\\JavaBasicKnowladge\\out\\production\\JavaBasicKnowladge\\orverLoad\\HotDemo.class"));// 2. 用自定义加载器加载HotClassLoader loader = new HotClassLoader(HotLoadTest.class.getClassLoader());Class<?> clazz = loader.loadByte(bytes);// 3. 反射调用方法Object obj = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();clazz.getMethod("printVersion").invoke(obj);Thread.sleep(3000); // 3秒后重新加载}}
   }
   

热部署机制：

1. 打破类加载缓存：通常来说，类加载器会对已加载的类进行缓存，减少重复创建。上面程序每次新建HotClassLoader实例，利用不同类加载器的独立命名空间，即使类名相同。JVM也会将其视为不同的类，从而绕过缓存机制。（类加载器的命名空间（Namespace） 是JVM用于隔离不同类加载器加载的类的核心机制。JVM判断类的唯一性，通过类的全限定名与加载该类的加载器实例判断。）
2. 动态加载字节码：loadByte()方法直接调用defineClass（)，这一步绕过了传统的类加载流程，将外部传入的最新字节码动态转换为Class对象。这使得修改后的类无需重启即可被加载。
3. 隔离父类加载器：显式指定父加载器，并确保目标类未被父加载器加载过，避免双亲委派机制导致无法重新加载。

二、打破双亲委派机制

1. 打破双亲委派机制类加载器

   public class BreakDelegateLoader extends ClassLoader {// 必须重写loadClass而非findClass@Overridepublic Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {// 1. 优先检查是否已加载Class<?> c = findLoadedClass(name);if (c != null) {return c;}// 2. 针对特定包名打破委派if (name.startsWith("com.example.breaking")) {return findClass(name);}// 3. 其他类仍走双亲委派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 兼容写法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. 加载类

   public class TestClass {static {System.out.println("【类加载】初始化完成，加载器：" +TestClass.class.getClassLoader());}// 添加构造方法调用public TestClass() {System.out.println("实例已创建");}
   }
   

3. 测试类

   public class BB {public static void main(String[] args) throws Exception {// 使用自定义加载器优先加载BreakDelegateLoader loader = new BreakDelegateLoader();// 必须通过自定义加载器触发首次加载Class<?> c1 = loader.loadClass("com.example.breaking.TestClass");c1.newInstance(); // 触发初始化// 再用系统加载器加载Class<?> c2 = Class.forName("com.example.breaking.TestClass");c2.newInstance();System.out.println("是否为同一个类: " + (c1 == c2)); // 应为false}
   }
   

示意图：

机制	优势	典型场景
双亲委派	安全性、类唯一性、避免冲突	常规Java应用、核心类库加载
打破双亲委派	灵活性、隔离性、动态性	Web容器、热部署、SPI、插件化架构

核心权衡：在安全稳定与灵活扩展之间取舍。双亲委派是默认的“安全模式”，而打破它是为了满足特定场景下的高级需求。理解两者的优劣，才能合理设计类加载策略。