一文读懂Java热更新

Java热更新是什么？极悦小编来告诉大家。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。

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。

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

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。

2.agentmain

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。

3.Arthas

arthas实现热更新

使用Arthas三个命令就可以搞定热更新

jad --source-only com.example.demo.arthas.user.UserController > /tmp/UserController.java
mc /tmp/UserController.java -d /tmp
redefine /tmp/com/example/demo/arthas/user/UserController.class

jad命令反编译，然后可以用其它编译器，比如vim来修改源码

mc命令来内存编译修改过的代码

用redefine命令加载新的字节码

JVM热更新的局限

基于Attach机制实现的热更新，更新类需要与原来的类在包名，类名，修饰符上完全一致，否则在classRedefine过程中会产生classname don't match 的异常。

例如显示这样的报错：redefineClasses exception class redefinition failed: attempted to delete a method.

具体来说，JVM热更新局限总结：

函数参数格式不能修改，只能修改函数内部的逻辑

不能增加类的函数或变量

函数必须能够退出，如果有函数在死循环中，无法执行更新类。

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