一文搞定Java热更新 _Java热更新

JAVA热更新在持续交付的时代，重新部署一个新的版本只需要点击一下按钮。但在有的情况下，重新部署过程可能比较复杂，停机是不被允许的。所以JVM提供了另外一种选择：在不重启应用的前提下进行小幅改动，又称热更新。
对于某些大型的应用来说，每次的重启都需要花费大量的时间成本，所以，如果能在不重启虚拟机的情况下更新一个类，在某些业务场景下变得十分重要。比如很多脚本语言就支持热替换，例如服务器端php，只要替换了PHP源文件，这种改动就会立即生效，无需重启服务器。
在Java开发领域，热更新一直是一个难以解决的问题，目前的Java虚拟机只能实现方法级别的热更新，对于整个类的结构修改，仍然需要重启虚拟机。
热更新的方法Java热更新一直不断地改进。
【一文搞定Java热更新】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方式，实现了agent方式的动态性（JVM启动时指定agent）。
1.6增加了agentmain方式，实现了运行时动态性（通过The Attach API 绑定到具体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之类基本都是围绕这些在做动态性。
1.定义不同的classloader
在了解JVM ClassLoader之后（可以点击查看《Java类加载及对象创建过程详解》），可以通过定义不同的ClassLoader，监听文件变化后，通过新的ClassLoader加载新文件，然后做好相应的状态恢复，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况下,full gc时会被回收掉）
Tomcat的动态部署就是监听war变化，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：

文章插图

重新加载类的过程
2.agentmain
笔者的项目目前采用的这种形式，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热更新的原理
为了实现Java进程A与进程B之间的本地通信，热更新的JVM进程使用Virutalmachine.attach(pid)来连接需要热更新的JVM进程，然后使用virtualMachine.loadAgent加载自定义的agent（笔者查看了Arthas源码，原理也大致相同）。这个通信通道成功建立之后，那么进程A就能通知进程B去执行某些操作，从而达到监控进程B或者控制进程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”，该线程的作用是，监听并处理OS的信号。