JAVA基础（三）ClassLoader实现热加载

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铿然架构 | 作者 / 铿然一叶这是铿然架构的第 67 篇原创文章

1. 应用场景

修复bug，不需要重启服务，动态加载修改的bug类。

动态升级，在android系统中，可以通过动态加载APK绕过应用市场的的升级策略，自行定制升级策略。

2. 例子

网上描述ClassLoader加载的文章很多，这里不再详细描述，需要注意的是：将需要动态加载的类放到独立的jar文件中，从一开始就通过动态加载方式加载，不要放到主进程的jar包中，那样会被默认加载器加载，会导致在更新后无法重新加载。

2.1. 主项目代码/模块

此模块放不需要动态加载的类。

2.1.1. HotClassLoader.java

用于实现动态记载功能。

import java.io.File;
import java.net.URL;
import java.net.URLClassLoader;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

// 热加载器
public class HotClassLoader {
    private static final long LOADER_INTERVAL = 3;
    // 指向动态加载module的jar文件
    private static final String HOT_UPDATE_JAR_PATH = "D:\\ClassLoaderDemo-Service\\target\\ClassLoaderDemo-Service-1.0-SNAPSHOT.jar";

    static URLClassLoader classLoader;         //类加载器
    private static long lastModifiedTime = 0;  // jar文件最后更新时间

    // 开始监听jar文件是否有更新
    public void startListening() {
        ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(1);
        scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(()->{
            if (isHotUpdate()) {
                reload();
            }
        }, 0, LOADER_INTERVAL, TimeUnit.SECONDS);
    }

    // 动态获取新实例，注意返回值可能为null，调用者要加判断
    public static Object newInstance(String className) {
        if (classLoader != null) {
            try {
                synchronized (HotClassLoader.class) {
                    Object newInstance = Class.forName(className, true, classLoader).newInstance();
                    return newInstance;
                }
            } catch (ClassNotFoundException | InstantiationException | IllegalAccessException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return null;
    }

    // 判断是否有更新
    private boolean isHotUpdate() {
        File hotLoaderFile = new File(HOT_UPDATE_JAR_PATH);
        boolean isHotUpdate = false;
        if (hotLoaderFile.exists()) {
            long newModifiedTime = hotLoaderFile.lastModified();
            isHotUpdate = lastModifiedTime != newModifiedTime;
            lastModifiedTime = newModifiedTime;
        } else {
            System.out.println(hotLoaderFile.getAbsolutePath() + " is not found.");
        }

        System.out.println("isHotUpdate：" + isHotUpdate);
        return isHotUpdate;
    }

    // 重新加载jar文件
    private void reload() {
        File jarPath = new File(HOT_UPDATE_JAR_PATH);
        System.out.println("jar lastModified xxxxxxxxxxxxxxxxxx: " + jarPath.lastModified());

        if (jarPath.exists()) {
            try {
                synchronized (HotClassLoader.class) {
                    classLoader = new URLClassLoader(new URL[]{jarPath.toURI().toURL()});
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        } else {
            System.out.println("Hot update jar is not found.");
        }
    }
}

2.1.2. Service.java

模拟的动态加载类接口。

package com.javageektour.classloaderdemo;

public interface Service {
    void printVersion();
}

2.1.3. HotLoadTest.java

测试类。

package com.javageektour.classloaderdemo;

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class HotLoadTest {
    public static void main(String[] args) {
        HotClassLoader hotClassLoader = new HotClassLoader();
        hotClassLoader.startListening();

        // 休眠一会，等加载完
        sleep(3000);
        mockCaller();
        sleep(50000000);
    }

    // 模拟调用者
    private static void mockCaller() {
        ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(1);
        scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(()->{
            try {
                Service mockService = (Service) HotClassLoader.newInstance("com.javageektour.classloaderdemo.MockService");
                mockService.printVersion();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }, 0, 5, TimeUnit.SECONDS);
    }

    private static void sleep(long timeMillis) {
        try {
            Thread.sleep(timeMillis);
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        }
    }
}

2.2. 动态加载项目/模块

需要动态加载的类放到这个模块中，甚至可以按照业务划分多个模块。

注意这个module需要编译依赖主模块的接口类。

2.2.1. MockService.java

package com.javageektour.classloaderdemo;

public class MockService implements Service {
    @Override
    public void printVersion() {
        System.out.println("11.0");
    }
}

2.3. 验证过程

1.编译动态加载模块，生成jar文件，并修改主模块中测试程序的jar文件路径。
2.启动测试demo，待打印出版本号后，修改MockService.java中的版本号重新生成jar文件。
3.等待一会打印新的版本号。

输出日志：

isHotUpdate：true
jar lastModified xxxxxxxxxxxxxxxxxx: 1587832288706
isHotUpdate：false
1.0
isHotUpdate：false
1.0
isHotUpdate：false
isHotUpdate：true
jar lastModified xxxxxxxxxxxxxxxxxx: 1587832303617
2.0
isHotUpdate：false

3. 总结

ClassLoader是Java基础知识点，应大概了解和掌握。

在某些SLA要求高，不能停止服务的场景下，通过热加载打补丁也算是一种解决办法，但要提前做好规划和设计。

Android动态加载apk逻辑实际相当复杂，要考虑下载，安装，加载，打点分析等等一系列操作，热加载只是其中很小的一步，真正要做好，尚有很多问题要考虑和解决。

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