近期開發系統過程中遇到的一個需求，系統給定一個接口，用戶可以自定義開發該接口的實現，并將實現打成jar包，上傳到系統中。系統完成熱部署，并切換該接口的實現。

定義簡單的接口

這里以一個簡單的計算器功能為例，接口定義比較簡單，直接上代碼。

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

該接口的一個簡單的實現

考慮到用戶實現接口的兩種方式，使用spring上下文管理的方式，或者不依賴spring管理的方式，這里稱它們為注解方式和反射方式。calculate方法對應注解方式，add方法對應反射方式。計算器接口實現類的代碼如下：

@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);
}
}

這里注入CalculatorCore的目的是為了驗證在注解模式下，系統可以完整的構造出bean的依賴體系，并注冊到當前spring容器中。CalculatorCore的代碼如下：

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

反射方式熱部署

用戶把jar包上傳到系統的指定目錄下，這里定義上傳jar文件路徑為jarAddress，jar的Url路徑為jarPath。

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

并且可以要求用戶填寫jar包中接口實現類的完整類名。接下來系統要把上傳的jar包加載到當前線程的類加載器中，然后通過完整類名，加載得到該實現的Class對象。然后反射調用即可，完整代碼：

/**
*熱加載Calculator接口的實現反射方式
*/
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);
}

注解方式熱部署

如果用戶上傳的jar包含了spring的上下文，那么就需要掃描jar包里的所有需要注入spring容器的bean，注冊到當前系統的spring容器中。其實，這就是一個類的熱加載+動態注冊的過程。

直接上代碼：

/**
*加入jar包后動態注冊bean到spring容器，包括bean的依賴
*/
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());
}
}
}

在這個過程中，將jar加載到當前線程類加載器的過程和之前反射方式是一樣的。然后掃描jar包下所有的類文件，獲取到完整類名，并使用當前線程類加載器加載出該類名對應的class對象。判斷該class對象是否帶有spring的注解，如果包含，則將該對象注冊到系統的spring容器中。

DeployUtils包含讀取jar包所有類文件的方法、判斷class對象是否包含sping注解的方法、獲取注冊對象對象名的方法。代碼如下：

/**
*讀取jar包中所有類文件
*/
publicstaticSetreadJarFile(StringjarAddress)throwsIOException{
SetclassNameSet=newHashSet<>();
JarFilejarFile=newJarFile(jarAddress);
Enumerationentries=jarFile.entries();//遍歷整個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;
}

/**
*方法描述判斷class對象是否帶有spring的注解
*/
publicstaticbooleanisSpringBeanClass(Classcla){
if(cla==null){
returnfalse;
}
//是否是接口
if(cla.isInterface()){
returnfalse;
}
//是否是抽象類
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;
}

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

刪除jar時，需要同時刪除spring容器中注冊的bean

在jar包切換或刪除時，需要將之前注冊到spring容器的bean刪除。spring容器的bean的刪除操作和注冊操作是相逆的過程，這里要注意使用同一個spring上下文。

代碼如下：

/**
*刪除jar包時需要在spring容器刪除注入
*/
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));
}
}
}

測試

測試類手動模擬用戶上傳jar的功能。測試函數寫了個死循環，一開始沒有找到jar會拋出異常，捕獲該異常并睡眠10秒。這時候可以把jar手動放到指定的目錄下。

代碼如下：

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