系统完成热部署，并切换该接口的实现

近期开发系统过程中遇到的一个需求，系统给定一个接口，用户可以自定义开发该接口的实现，并将实现打成jar包，上传到系统中。系统完成热部署，并切换该接口的实现。

定义简单的接口

这里以一个简单的计算器功能为例，接口定义比较简单，直接上代码。

publicinterfaceCalculator{
intcalculate(inta,intb);
intadd(inta,intb);
}

该接口的一个简单的实现

考虑到用户实现接口的两种方式，使用spring上下文管理的方式，或者不依赖spring管理的方式，这里称它们为注解方式和反射方式。calculate方法对应注解方式，add方法对应反射方式。计算器接口实现类的代码如下：

@Service
publicclassCalculatorImplimplementsCalculator{
@Autowired
CalculatorCorecalculatorCore;
/**
*注解方式
*/
@Override
publicintcalculate(inta,intb){
intc=calculatorCore.add(a,b);
returnc;
}
/**
*反射方式
*/
@Override
publicintadd(inta,intb){
returnnewCalculatorCore().add(a,b);
}
}

这里注入CalculatorCore的目的是为了验证在注解模式下，系统可以完整的构造出bean的依赖体系，并注册到当前spring容器中。CalculatorCore的代码如下：

@Service
publicclassCalculatorCore{
publicintadd(inta,intb){
returna+b;
}
}

反射方式热部署

用户把jar包上传到系统的指定目录下，这里定义上传jar文件路径为jarAddress，jar的Url路径为jarPath。

privatestaticStringjarAddress="E:/zzq/IDEA_WS/CalculatorTest/lib/Calculator.jar";
privatestaticStringjarPath="file:/"+jarAddress;

并且可以要求用户填写jar包中接口实现类的完整类名。接下来系统要把上传的jar包加载到当前线程的类加载器中，然后通过完整类名，加载得到该实现的Class对象。然后反射调用即可，完整代码：

/**
*热加载Calculator接口的实现反射方式
*/
publicstaticvoidhotDeployWithReflect()throwsException{
URLClassLoaderurlClassLoader=newURLClassLoader(newURL[]{newURL(jarPath)},Thread.currentThread().getContextClassLoader());
Classclazz=urlClassLoader.loadClass("com.nci.cetc15.calculator.impl.CalculatorImpl");
Calculatorcalculator=(Calculator)clazz.newInstance();
intresult=calculator.add(1,2);
System.out.println(result);
}

注解方式热部署

如果用户上传的jar包含了spring的上下文，那么就需要扫描jar包里的所有需要注入spring容器的bean，注册到当前系统的spring容器中。其实，这就是一个类的热加载+动态注册的过程。

直接上代码：

/**
*加入jar包后动态注册bean到spring容器，包括bean的依赖
*/
publicstaticvoidhotDeployWithSpring()throwsException{
SetclassNameSet=DeployUtils.readJarFile(jarAddress);
URLClassLoaderurlClassLoader=newURLClassLoader(newURL[]{newURL(jarPath)},Thread.currentThread().getContextClassLoader());
for(StringclassName:classNameSet){
Classclazz=urlClassLoader.loadClass(className);
if(DeployUtils.isSpringBeanClass(clazz)){
BeanDefinitionBuilderbeanDefinitionBuilder=BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition(clazz);
defaultListableBeanFactory.registerBeanDefinition(DeployUtils.transformName(className),beanDefinitionBuilder.getBeanDefinition());
}
}
}

在这个过程中，将jar加载到当前线程类加载器的过程和之前反射方式是一样的。然后扫描jar包下所有的类文件，获取到完整类名，并使用当前线程类加载器加载出该类名对应的class对象。判断该class对象是否带有spring的注解，如果包含，则将该对象注册到系统的spring容器中。

DeployUtils包含读取jar包所有类文件的方法、判断class对象是否包含sping注解的方法、获取注册对象对象名的方法。代码如下：

/**
*读取jar包中所有类文件
*/
publicstaticSetreadJarFile(StringjarAddress)throwsIOException{
SetclassNameSet=newHashSet<>();
JarFilejarFile=newJarFile(jarAddress);
Enumerationentries=jarFile.entries();//遍历整个jar文件
while(entries.hasMoreElements()){
JarEntryjarEntry=entries.nextElement();
Stringname=jarEntry.getName();
if(name.endsWith(".class")){
StringclassName=name.replace(".class","").replaceAll("/",".");
classNameSet.add(className);
}
}
returnclassNameSet;
}

/**
*方法描述判断class对象是否带有spring的注解
*/
publicstaticbooleanisSpringBeanClass(Classcla){
if(cla==null){
returnfalse;
}
//是否是接口
if(cla.isInterface()){
returnfalse;
}
//是否是抽象类
if(Modifier.isAbstract(cla.getModifiers())){
returnfalse;
}
if(cla.getAnnotation(Component.class)!=null){
returntrue;
}
if(cla.getAnnotation(Repository.class)!=null){
returntrue;
}
if(cla.getAnnotation(Service.class)!=null){
returntrue;
}
returnfalse;
}

/**
*类名首字母小写作为spring容器beanMap的key
*/
publicstaticStringtransformName(StringclassName){
Stringtmpstr=className.substring(className.lastIndexOf(".")+1);
returntmpstr.substring(0,1).toLowerCase()+tmpstr.substring(1);
}

删除jar时，需要同时删除spring容器中注册的bean

在jar包切换或删除时，需要将之前注册到spring容器的bean删除。spring容器的bean的删除操作和注册操作是相逆的过程，这里要注意使用同一个spring上下文。

代码如下：

/**
*删除jar包时需要在spring容器删除注入
*/
publicstaticvoiddelete()throwsException{
SetclassNameSet=DeployUtils.readJarFile(jarAddress);
URLClassLoaderurlClassLoader=newURLClassLoader(newURL[]{newURL(jarPath)},Thread.currentThread().getContextClassLoader());
for(StringclassName:classNameSet){
Classclazz=urlClassLoader.loadClass(className);
if(DeployUtils.isSpringBeanClass(clazz)){
defaultListableBeanFactory.removeBeanDefinition(DeployUtils.transformName(className));
}
}
}

测试

测试类手动模拟用户上传jar的功能。测试函数写了个死循环，一开始没有找到jar会抛出异常，捕获该异常并睡眠10秒。这时候可以把jar手动放到指定的目录下。

代码如下：

ApplicationContextapplicationContext=newClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
DefaultListableBeanFactorydefaultListableBeanFactory=(DefaultListableBeanFactory)applicationContext.getAutowireCapableBeanFactory();
while(true){
try{
hotDeployWithReflect();
//hotDeployWithSpring();
//delete();
}catch(Exceptione){
e.printStackTrace();
Thread.sleep(1000*10);
}
}

-End-

审核编辑 ：李倩