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。
public interface Calculator { int calculate(int a, int b); int add(int a, int b); }
基于 Spring Boot + MyBatis Plus + Vue & Element 实现的后台管理系统 + 用户小程序，支持 RBAC 动态权限、多租户、数据权限、工作流、三方登录、支付、短信、商城等功能
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 public class CalculatorImpl implements Calculator { @Autowired CalculatorCore calculatorCore; /** * 注解方式 */ @Override public int calculate(int a, int b) { int c = calculatorCore.add(a, b); return c; } /** * 反射方式 */ @Override public int add(int a, int b) { return new CalculatorCore().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 public class CalculatorCore { public int add(int a, int b) { return a+b; } }
基于 Spring Cloud Alibaba + Gateway + Nacos + RocketMQ + Vue & Element 实现的后台管理系统 + 用户小程序，支持 RBAC 动态权限、多租户、数据权限、工作流、三方登录、支付、短信、商城等功能
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。
private static String jarAddress = "E:/zzq/IDEA_WS/CalculatorTest/lib/Calculator.jar"; private static String jarPath = "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 */ public static void hotDeployWithReflect() throws Exception { URLClassLoader urlClassLoader = new URLClassLoader(new URL[]{new URL(jarPath)}, Thread.currentThread().getContextClassLoader()); Class clazz = urlClassLoader.loadClass("com.nci.cetc15.calculator.impl.CalculatorImpl"); Calculator calculator = (Calculator) clazz.newInstance(); int result = 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 */ public static void hotDeployWithSpring() throws Exception { Set<String> classNameSet = DeployUtils.readJarFile(jarAddress); URLClassLoader urlClassLoader = new URLClassLoader(new URL[]{new URL(jarPath)}, Thread.currentThread().getContextClassLoader()); for (String className : classNameSet) { Class clazz = urlClassLoader.loadClass(className); if (DeployUtils.isSpringBeanClass(clazz)) { BeanDefinitionBuilder beanDefinitionBuilder = 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 */ public static Set<String> readJarFile(String jarAddress) throws IOException { Set<String> classNameSet = new HashSet<>(); JarFile jarFile = new JarFile(jarAddress); Enumeration<JarEntry> entries = jarFile.entries();//遍历整个jar文件 while (entries.hasMoreElements()) { JarEntry jarEntry = entries.nextElement(); String name = jarEntry.getName(); if (name.endsWith(".class")) { String className = name.replace(".class", "").replaceAll("/", "."); classNameSet.add(className); } } return classNameSet; } /** * 方法描述 判断class对象是否带有spring的注解 */ public static boolean isSpringBeanClass(Class<?> cla) { if (cla == null) { return false; } //是否是接口 if (cla.isInterface()) { return false; } //是否是抽象类 if (Modifier.isAbstract(cla.getModifiers())) { return false; } if (cla.getAnnotation(Component.class) != null) { return true; } if (cla.getAnnotation(Repository.class) != null) { return true; } if (cla.getAnnotation(Service.class) != null) { return true; } return false; } /** * 类名首字母小写 作为spring容器beanMap的key */ public static String transformName(String className) { String tmpstr = className.substring(className.lastIndexOf(".") + 1); return tmpstr.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 */ public static void delete() throws Exception { Set<String> classNameSet = DeployUtils.readJarFile(jarAddress); URLClassLoader urlClassLoader = new URLClassLoader(new URL[]{new URL(jarPath)}, Thread.currentThread().getContextClassLoader()); for (String className : classNameSet) { Class clazz = 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：
ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml"); DefaultListableBeanFactory defaultListableBeanFactory = (DefaultListableBeanFactory) applicationContext.getAutowireCapableBeanFactory(); while (true) { try { hotDeployWithReflect(); // hotDeployWithSpring(); // delete(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); Thread.sleep(1000 * 10); } }
