總結

1. 類加載器是負責加載類的對象。類ClassLoader是一個抽象類。給定類的全限定類名，類加載器應嘗試查找或生成構成該類定義的數(shù)據(jù)Class文件。典型的策略是將名稱轉換為文件名，然后從文件系統(tǒng)中讀取該名稱的類文件
2. 每個Class對象都包含一個Class.getClassLoader()方法可以獲取到定義它的ClassLoader
3. 數(shù)組類的Class對象不是由類加載器創(chuàng)建的，而是根據(jù)Java運行時的要求自動創(chuàng)建的。getClassLoader()返回的數(shù)組類的類裝入器與其元素類型的類裝入器相同,如果元素類型是基礎類型，則數(shù)組類沒有類裝入器。
4. 除了加載類之外，類加載器還負責定位資源。資源是一些數(shù)據(jù)（例如 .class文件、配置數(shù)據(jù)或圖像）。資源通常與應用程序或庫一起打包，以便可以通過應用程序或庫中的代碼找到它們。
5. ClassLoader類使用委托模型來搜索類和資源。ClassLoader的每個實例都有一個關聯(lián)的父類加載器。當請求查找類或資源時，ClassLoader實例通常會在嘗試查找類或資源本身之前，將對該類或資源的搜索委托給其父類裝入器。
6. Java內置類加載器

1. 通常Java虛擬機以依賴于平臺的方式從本地文件系統(tǒng)加載類。但是，有些類可能不是源于文件；它們可能來自其他來源，如網(wǎng)絡，也可能由應用程序構建。 方法defineClass(String name, byte[] b, int off, int len)，將字節(jié)數(shù)組轉換為類class的實例。這個新定義的類的實例可以使用Class.newInstance()方法創(chuàng)建
2. 類加載器創(chuàng)建的對象的方法和構造函數(shù)可以引用其他類。為了確定引用的類，Java虛擬機調用最初創(chuàng)建該類的類加載器的loadClass方法

ClassLoader 虛擬類方法

實現(xiàn)代碼熱替換

通過上面我們可以知道類加載流程是

1. loadClass方法會先調用getClassLoadingLock方法獲取鎖
2. 再調用findLoadedClass方法檢查類是否已加載，如果已經(jīng)加載則直接獲取到該Class類對象，再判斷該Class類對象是否需要鏈接(resolve)，如果要鏈接進入resolveClass，鏈接完后直接返回。鏈接就是執(zhí)行類加載過程中的驗證、準備、解析這些過程
3. 如果未加載，則往父加載器一直遞歸調用loadClass加載該類
4. 如果父加載器也加載不了該類，才調用findClass方法獲取Class對象而findClass是空方法由子類重寫
5. 其實現(xiàn)中會使用defineClass(String name, byte[] b, int off, int len)方法，該可以將class文件的字節(jié)數(shù)組轉為Class對象
6. 如果需要鏈接，最后使用resolveClass方法進行類的鏈接

實現(xiàn)

1. 如果我們要實現(xiàn)代碼熱替換，那么就要使用defineClass方法加載新的類，所以最簡單的實現(xiàn)就是直接使用defineClass方法將新的Class文件字節(jié)數(shù)組轉為Class對象，再使用反射創(chuàng)建新對象并執(zhí)行新方法
2. 但是defineClass是protected方法，所以我們只能繼承ClassLoader虛擬類才能調用該方法
3. 最好的規(guī)范就是繼承ClassLoader虛擬類，并實現(xiàn)其loadClass方法和findClass方法，并在loadClass方法中調用findClass方法，在findClass方法中再調用defineClass方法
4. 為了便于理解，直接拋棄規(guī)范，直接自己寫一個方法直接調用defineClass方法實現(xiàn)代碼熱替換

項目結構，out是編譯出的class文件目錄，由于Test就在src目錄下，沒有包名，則其全限定類名為Test

public class Test extends ClassLoader {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        while(true) {
            try {
                Test test = new Test();
                // 編譯后的class文件位置 ./表示代碼根目錄
                String classFile = "./out/production/Java_hot_replace/Test.class";
                FileInputStream fis = new FileInputStream(classFile);
                byte[] bytes = new byte[1024*10];
                int len = fis.read(bytes);
                //將字節(jié)數(shù)組轉為Class類對象 Test為全限定類名
                Class clazz = test.defineClass("Test", bytes, 0 ,len);
                //使用反射根據(jù)新的Class對象創(chuàng)建新對象，并執(zhí)行其printStr方法
                Object object = clazz.newInstance();
                Method m = object.getClass().getMethod("printStr", new Class[] {});
                m.invoke(object, new Object[] {});
                Thread.sleep(2000);
            } catch(Exception e) {
                e.printStackTrace();
                try {
                    Thread.sleep(2000);
                } catch(InterruptedException ex) {

                }
            }
        }
    }

    public void printStr() {
        System.out.println("A");
    }
}

啟動后修改代碼，然后點重新編譯

可以看到代碼被熱替換了

改進思考

• 正常實現(xiàn)流程應該為繼承ClassLoader虛擬類，并重寫其loadClass方法和findClass方法，并在loadClass方法中調用findClass方法，在findClass方法中再調用defineClass方法
• 實現(xiàn)熱替換應該是替換修改過的代碼，則應當維護一個Map<String, Long> 存儲從全限定類名到上次文件修改時間的映射，每次定時掃描Class文件目錄或檢測到保存快捷鍵Ctrl+s時觸發(fā)掃描，文件的屬性也有上次修改時間，拿我們存儲的和文件的屬性比較即可知道文件是否修改，即是否需要重新加載Class類
• 熱替換產生了大量類信息都存儲在jdk1.7的永久代，jdk1.8的元空間，如果無用的類信息過多則會造成OOM，我們自定義類加載器和其產生的Class類對象，都可以通過置空(= null)使其不可達，然后調用System.gc()就可以卸載，即類似如下代碼

public class Test extends ClassLoader {
   public static void main(String[] args) throws Exception {
     	MyClassLoader classLoader = new MyClassLoader();
 	 	Class classLoaded = classLoader.loadClass("MyClass");
  	 	classLoaded = null; 
  		classLoader = null; 
  	 	System.gc();  
  	}
}

到此這篇關于Java ClassLoader虛擬類實現(xiàn)代碼熱替換的示例代碼的文章就介紹到這了,更多相關Java ClassLoader代碼熱替換內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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