对付某些大型的运用来说,每次的重启都须要花费大量的韶光本钱,以是,如果能在不重启虚拟机的情形下更新一个类,在某些业务场景下变得十分主要。比如很多脚本措辞就支持热更换,例如做事器端PHP,只要更换了PHP源文件,这种改动就会立即生效,无需重启做事器。
在Java开拓领域,热更新一贯是一个难以办理的问题,目前的Java虚拟机只能实现方法级别的热更新,对付全体类的构造修正,仍旧须要重启虚拟机。
Java热更新一贯不断地改进。

1.4开始JPDA引入了hotSwap机制(JPDA Enhancements),实现了debug时的method body的动态性。
1.5开始通过JVMTI实现的java.lang.instrument(Java Platform SE 8)的premain办法,实现了agent办法的动态性(JVM启动时指定agent)。
1.6增加了agentmain办法,实现了运行时动态性(通过The Attach API 绑定到详细VM)。其基本实现是通过JVMTI的retransformClass/redefineClass进行函数体级别的字节码更新,ASM、CGLib之类基本都是环绕这些在做动态性。
1.定义不同的classloader
在理解JVM ClassLoader之后(可以点击查看《Java类加载及工具创建过程详解》),可以通过定义不同的ClassLoader,监听文件变革后,通过新的ClassLoader加载新文件,然后做好相应的状态规复,对旧ClassLoader进行卸载等动作。(旧classloader及加载的class类在没有实例引用的情形下,full gc时会被回收掉)
Tomcat的动态支配便是监听war变革,然后调用StandardContext.reload(),用新的WebContextClassLoader实例来加载war,然后初始化servlet来实现。类似的实现还有OSGi等。
这种热更新的流程如下:
重新加载类的过程
2.agentmain
笔者的项目目前采取的这种形式,虽然笔者造过好多轮子,但笔者更看好Arthas这样的开源产品。。。
agentmain热更新的事理
为了实现Java进程A与进程B之间确当地通信,热更新的JVM进程利用VirutalMachine.attach(pid)来连接须要热更新的JVM进程,然后利用virtualMachine.loadAgent加载自定义的agent(笔者查看了Arthas源码,事理也大致相同)。这个通信通道成功建立之后,那么进程A就能关照进程B去实行某些操作,从而达到监控进程B或者掌握进程B的某些行为的目的。如jstack、jmap等JDK自带的工具,基本都是通过Attach机制去达成各自想要的目的的。
JVM启动的时候,在JVM内部启动了一个监听线程,这个线程的名字叫“Signal Dispatcher”,该线程的浸染是,监听并处理OS的旗子暗记。
旗子暗记是一种进程通信。如平常我们用的最多的便是 kill -9 ${pid}来杀去世某个进程,kill进程通过向${pid}的进程发送一个编号为“9”号的旗子暗记,来关照系统逼迫结束${pid}的生命周期。)
至于attach实现,在Linux下时利用文件Socket进行进程通信(对同一个文件进行读写操作,以达到信息的交互和共享)。
更详细的事理,JVM大神寒泉子有篇文章《JVM源码剖析之javaagent事理完备解读》,如点击无法跳转,请查看笔者CSDN博客原文来点击超链接。
3.Arthas
Arthas是阿里巴巴最近开源出来的一个针对java的工具,紧张是针对java的问题进行诊断。
跳转官网地址
这个工具可以帮忙完成下面这些事情(转自官网):
这个类是从哪个jar包加载而来的?为什么会报各种类干系的Exception?线上碰着问题无法debug好蛋疼,难道只能反复通过增加System.out或通过加日志再重新发布吗?线上的代码为什么没有实行到这里?是由于代码没有commit?还是搞错了分支?线上碰着某个用户的数据处理有问题,但线上同样无法 debug,线下无法重现。是否有一个全局视角来查看系统的运行状况?有什么办法可以监控到JVM的实时运行状态?Arthas采取命令行交互模式,同时供应丰富的Tab自动补全功能,进一步方便进行问题的定位和诊断。
Arthas供应在线教程,比较一样平常的开源产品,上手真的很赞。
arthas实现热更新
利用Arthas三个命令就可以搞定热更新
jad --source-only com.example.demo.arthas.user.UserController > /tmp/UserController.javamc /tmp/UserController.java -d /tmpredefine /tmp/com/example/demo/arthas/user/UserController.classjad命令反编译,然后可以用其它编译器,比如vim来修正源码mc命令来内存编译修正过的代码用redefine命令加载新的字节码
JVM热更新的局限
基于Attach机制实现的热更新,更新类须要与原来的类在包名,类名,润色符上完备同等,否则在classRedefine过程中会产生classname don't match 的非常。
例如显示这样的报错:redefineClasses exception class redefinition failed: attempted to delete a method.
详细来说,JVM热更新局限总结:
函数参数格式不能修正,只能修正函数内部的逻辑不能增加类的函数或变量函数必须能够退出,如果有函数在去世循环中,无法实行更新类(笔者实验创造,去世循环跳出之后,再实行类的时候,才会是更新类)末了,限于笔者履历水平有限,欢迎读者就文中的不雅观点提出宝贵的建媾和见地。如果想得到更多的学习资源或者想和更多的技能爱好者一起互换,可以关注我的"大众号『全菜工程师小辉』后台回答关键词领取学习资料、进入前后端技能互换群和程序员副业群。