Java中的类动态加载和热替换如何使用

这篇文章主要讲解了“Java中的类动态加载和热替换如何使用”，文中的讲解内容简单清晰，易于学习与理解，下面请大家跟着小编的思路慢慢深入，一起来研究和学习“Java中的类动态加载和热替换如何使用”吧！最近，遇到了两个和Java类的加载和卸载相关的问题：1) 是一道关于Java的判断题：一个类被首次加载后，会长期留驻JVM，直到JVM退出。这个说法，是不是正确的？2) 在开发的一个集成平台中，需要集成类似接口的多种工具，并且工具可能会有新增，同时在不同的环境部署会有裁剪（例如对外提供服务的应用，不能提供特定的采购的工具），如何才能更好地实现？针对上面的第2点，我们采用Java插件化开发实现。上面的两个问题，都和Java的类加载和热替换机制有关。类加载器，顾名思义，就是用来实现类的加载操作。每个类加载器都有一个独立的类名称空间，就是说每个由该类加载器加载的类，都在自己的类名称空间，如果要比较两个类是否“相等”，首先这两个类必须在相同的类命名空间，即由相同的类加载器加载（即对于任何一个类，都必须由该类本身和加载它的类加载器一起确定其在JVM中的唯一性），不是同一个类加载器加载的类，不会相等。在Java中，主要有如下的类加载器：下面，简单介绍上面这几种类加载器：启动类加载器（Bootstrap Class Loader）：这个类使用C++开发（所有的类加载器中，唯一使用C++开发的类加载器），用来加载/lib目录中jar和tools.jar或者使用 -Xbootclasspath 参数指定的类。扩展类加载器（Extension Class Loader）：定义为misc.Launcher$ExtClassLoader，用来加载/lib/ext目录或者使用java.ext.dir指定的类。应用程序类加载器（Application Class Loader）：定义为misc.Launcher$AppClassLoader，用来加载用户类路径下面（classpath）下面所有的类，一般情况下，该类是应用程序默认的类加载器。用户自定义类加载器（User Class Loader）：用户自定义类加载器，一般没有必要，后面我们会专门来一部分介绍该类型的类加载器。双亲委派模型，是从 Java1.2 开始引入的一种类加载器模式，在Java中，类的加载操作通过java.lang.ClassLoader中的loadClass()方法完成，咱们首先看看该方法的实现（直接从Java源码中捞出来的）：我们结合上面的注释，来解释下双亲委派模型的内容：1) 接收到一个类加载请求后，首先判断该类是否有加载，如果已经加载，则直接返回；2) 如果尚未加载，首先获取父类加载器，如果可以获取父类加载器，则调用父类的loadClass()方法来加载该类，如果无法获取父类加载器，则调用启动器加载器来加载该类；3) 判断该类是否被父类加载器或者启动类加载器加载，如果已经加载完成则返回，如果未成功加载，则自己尝试来加载该类。上面的描述，说明了loadClass()方法的实现，我们进一步对上面的步骤进行解释：因为类加载器首先调父类加载器来进行加载，从loadClass()方法的实现，我们知道父类加载器会尝试调自己的父类加载器，直到启动类加载器，所以，任何一个类的加载，都会最终委托到启动类加载器来首先加载；在前面有进行介绍，启动类加载器、扩展类加载器、应用程序类加载器，都有自己加载的类的范围，例如启动类加载器只加载JDK核心库，因此并不是父类加载器就可以都加载成功，父类加载器无法加载（一般如上面代码，抛出来ClassNotFoundException），此时会由自己加载。最后啰嗦一下，再进行一下总结：双亲委派模型：如果一个类加载器收到类加载请求，会首先把加载请求委派给父类加载器完成，每个层次的类加载器都是这样，最终所有的加载请求都传动到最根的启动类加载器来完成，如果父类加载器无法完成该加载请求（即自己加载的范围内找不到该类），子类加载器才会尝试自己加载。这样免费云主机域名的双亲委派模型有个好处：就是所有的类都尽可能由顶层的类加载器加载，保证了加载的类的唯一性，如果每个类都随机由不同的类加载器加载，则类的实现关系无法保证，对于保证Java程序的稳定运行意义重大。在Java中，每个类都有相应的Class Loader，同样的，每个实例对象也会有相应的类，当满足如下三个条件时，JVM就会卸载这个类：1) 该类所有实例对象不可达2) 该类的Class对象不可达3) 该类的Class Loader不可达那么，上面示例对象、Class对象和类的Class Loader直接是什么关系呢？在类加载器的内部实现中，用一个Java集合来存放所加载类的引用。而一个Class对象总是会引用它的类加载器，调用Class对象的getClassLoader()方法，就能获得它的类加载器。所以，Class实例和加载它的加载器之间为双向引用关系。一个类的实例总是引用代表这个类的Class对象。在Object类中定义了getClass()方法，这个方法返回代表对象所属类的Class对象的引用。此外，所有的Java类都有一个静态属性class，它引用代表这个类的Class对象。Java虚拟机自带的类加载器（前面介绍的三种类加载器）在JVM运行过程中，会始终存在，而这些类加载器则会始终引用它们所加载的类的Class对象，因此这些Class对象始终是可触及的。因此，由Java虚拟机自带的类加载器所加载的类，在虚拟机的生命周期中，始终不会被卸载。那么，我们是不是就完全不能在Java程序运行过程中，动态修改我们使用的类了吗？答案是否定的！根据上面的分析，通过Java虚拟机自带的类加载器加载的类无法卸载，我们可以自定义类加载器来加载Java程序，通过自定义类加载器加载的Java类，是可以被卸载的。前面介绍到，类加载的双亲委派模型，是推荐模型，在loadClass中实现的，并不是必须使用的模型。我们可以通过自定义类加载器，直接加载我们需要的Java类，而不委托给父类加载器。如上图所示，我们有自定义的类加载器MyClassLoader，用来加载类MyClass，则在JVM中，会存在上面三类引用（上图忽略这三种类型对象对其他的对象的引用）。如果我们将左边的三个引用变量，均设置为null，那么此时，已经加载的MyClass将会被卸载。动态卸载需要借助于JVM的垃圾收集功能才可以做到，但是我们知道，JVM的垃圾回收，只有在堆内存占用比较高的时候，才会触发。即使我们调用了System.gc()，也不会立即执行垃圾回收操作，而只是告诉JVM需要执行垃圾回收，至于什么时候垃圾回收，则要看JVM自己的垃圾回收策略。但是我们不需要悲观，即使动态卸载不是那么牢靠，但是实现动态的Java类的热替换还是有希望的。下面通过代码来介绍Java类的热替换方法（代码简陋，主要为了说明问题）：如下面的代码：首先定义一个自定义类加载器：上面在loadClass时，先判断类name（包含package的全限定名）是否以java开始，如果是java开始，则使用JVM自带的类加载器加载。然后定义一个简单的动态加载类：在执行过程中，会动态修改打印内容，测试类的热加载。然后定义一个调用类：当我们运行上面Main程序过程中，我们动态修改执行内容（SayHello中，从 hello zmj… 更改为 hello ping…），最终展示的内容如下：hello zmj…hello zmj…hello zmj…hello ping…hello ping…hello ping…感谢各位的阅读，以上就是“Java中的类动态加载和热替换如何使用”的内容了，经过本文的学习后，相信大家对Java中的类动态加载和热替换如何使用这一问题有了更深刻的体会，具体使用情况还需要大家实践验证。这里是百云主机，小编将为大家推送更多相关知识点的文章，欢迎关注！

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