Java ClassLoader 技術(shù)剖析
在本文中，我們將不對(duì) Java ClassLoader 的細(xì)節(jié)進(jìn)行過(guò)于詳細(xì)的講解，而是關(guān)注于和構(gòu)建在線升級(jí)系統(tǒng)相關(guān)的基礎(chǔ)概念。關(guān)于 ClassLoader 的詳細(xì)細(xì)節(jié)許多資料可以參考，有興趣的讀者可以自行研讀。
要構(gòu)建在線升級(jí)系統(tǒng)，一個(gè)重要的技術(shù)就是能夠?qū)崿F(xiàn) Java 類的熱替換 —— 也就是在不停止正在運(yùn)行的系統(tǒng)的情況下進(jìn)行類（對(duì)象）的升級(jí)替換。而 Java 的 ClassLoader 正是實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)的基礎(chǔ)。
在 Java 中，類的實(shí)例化流程分為兩個(gè)部分：類的加載和類的實(shí)例化。類的加載又分為顯式加載和隱式加載。大家使用 new 關(guān)鍵字創(chuàng)建類實(shí)例時(shí)，其實(shí)就隱式地包含了類的加載過(guò)程。對(duì)于類的顯式加載來(lái)說(shuō)，比較常用的是 Class.forName。其實(shí)，它們都是通過(guò)調(diào)用 ClassLoader 類的 loadClass 方法來(lái)完成類的實(shí)際加載工作的。直接調(diào)用 ClassLoader 的 loadClass 方法是另外一種不常用的顯式加載類的技術(shù)。
圖 1. Java 類加載器層次結(jié)構(gòu)圖
ClassLoader 在加載類時(shí)有一定的層次關(guān)系和規(guī)則。在 Java 中，有四種類型的類加載器，分別為：BootStrapClassLoader、ExtClassLoader、AppClassLoader 以及用戶自定義的 ClassLoader。這四種類加載器分別負(fù)責(zé)不同路徑的類的加載，并形成了一個(gè)類加載的層次結(jié)構(gòu)。
BootStrapClassLoader 處于類加載器層次結(jié)構(gòu)的最高層，負(fù)責(zé) sun.boot.class.path 路徑下類的加載，默認(rèn)為 jre/lib 目錄下的核心 API 或 -Xbootclasspath 選項(xiàng)指定的 jar 包。ExtClassLoader 的加載路徑為 java.ext.dirs，默認(rèn)為 jre/lib/ext 目錄或者 -Djava.ext.dirs 指定目錄下的 jar 包加載。AppClassLoader 的加載路徑為 java.class.path，默認(rèn)為環(huán)境變量 CLASSPATH 中設(shè)定的值。也可以通過(guò) -classpath 選型進(jìn)行指定。用戶自定義 ClassLoader 可以根據(jù)用戶的需要定制自己的類加載過(guò)程，在運(yùn)行期進(jìn)行指定類的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)加載。
這四種類加載器的層次關(guān)系圖如 圖 1 所示。一般來(lái)說(shuō)，這四種類加載器會(huì)形成一種父子關(guān)系，高層為低層的父加載器。在進(jìn)行類加載時(shí)，首先會(huì)自底向上挨個(gè)檢查是否已經(jīng)加載了指定類，如果已經(jīng)加載則直接返回該類的引用。如果到最高層也沒(méi)有加載過(guò)指定類，那么會(huì)自頂向下挨個(gè)嘗試加載，直到用戶自定義類加載器，如果還不能成功，就會(huì)拋出異常。Java 類的加載過(guò)程如 圖 2 所示。
圖 2. Java 類的加載過(guò)程
每個(gè)類加載器有自己的名字空間，對(duì)于同一個(gè)類加載器實(shí)例來(lái)說(shuō)，名字相同的類只能存在一個(gè)，并且僅加載一次。不管該類有沒(méi)有變化，下次再需要加載時(shí)，它只是從自己的緩存中直接返回已經(jīng)加載過(guò)的類引用。
我們編寫的應(yīng)用類默認(rèn)情況下都是通過(guò) AppClassLoader 進(jìn)行加載的。當(dāng)我們使用 new 關(guān)鍵字或者 Class.forName 來(lái)加載類時(shí)，所要加載的類都是由調(diào)用 new 或者 Class.forName 的類的類加載器（也是 AppClassLoader）進(jìn)行加載的。要想實(shí)現(xiàn) Java 類的熱替換，首先必須要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中同名類的不同版本實(shí)例的共存，通過(guò)上面的介紹我們知道，要想實(shí)現(xiàn)同一個(gè)類的不同版本的共存，我們必須要通過(guò)不同的類加載器來(lái)加載該類的不同版本。另外，為了能夠繞過(guò) Java 類的既定加載過(guò)程，我們需要實(shí)現(xiàn)自己的類加載器，并在其中對(duì)類的加載過(guò)程進(jìn)行完全的控制和管理。
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編寫自定義的 ClassLoader
為了能夠完全掌控類的加載過(guò)程，我們的定制類加載器需要直接從 ClassLoader 繼承。首先我們來(lái)介紹一下 ClassLoader 類中和熱替換有關(guān)的的一些重要方法。
- findLoadedClass：每個(gè)類加載器都維護(hù)有自己的一份已加載類名字空間，其中不能出現(xiàn)兩個(gè)同名的類。凡是通過(guò)該類加載器加載的類，無(wú)論是直接的還是間接的，都保存在自己的名字空間中，該方法就是在該名字空間中尋找指定的類是否已存在，如果存在就返回給類的引用，否則就返回 null。這里的直接是指，存在于該類加載器的加載路徑上并由該加載器完成加載，間接是指，由該類加載器把類的加載工作委托給其他類加載器完成類的實(shí)際加載。
- getSystemClassLoader：Java2 中新增的方法。該方法返回系統(tǒng)使用的 ClassLoader。可以在自己定制的類加載器中通過(guò)該方法把一部分工作轉(zhuǎn)交給系統(tǒng)類加載器去處理。
- defineClass：該方法是 ClassLoader 中非常重要的一個(gè)方法，它接收以字節(jié)數(shù)組表示的類字節(jié)碼，并把它轉(zhuǎn)換成 Class 實(shí)例，該方法轉(zhuǎn)換一個(gè)類的同時(shí)，會(huì)先要求裝載該類的父類以及實(shí)現(xiàn)的接口類。
- loadClass：加載類的入口方法，調(diào)用該方法完成類的顯式加載。通過(guò)對(duì)該方法的重新實(shí)現(xiàn)，我們可以完全控制和管理類的加載過(guò)程。
- resolveClass：鏈接一個(gè)指定的類。這是一個(gè)在某些情況下確保類可用的必要方法，詳見 Java 語(yǔ)言規(guī)范中“執(zhí)行”一章對(duì)該方法的描述。
了解了上面的這些方法，下面我們來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)定制的類加載器來(lái)完成這樣的加載流程：我們?yōu)樵擃惣虞d器指定一些必須由該類加載器直接加載的類集合，在該類加載器進(jìn)行類的加載時(shí)，如果要加載的類屬于必須由該類加載器加載的集合，那么就由它直接來(lái)完成類的加載，否則就把類加載的工作委托給系統(tǒng)的類加載器完成。
在給出示例代碼前，有兩點(diǎn)內(nèi)容需要說(shuō)明一下：1、要想實(shí)現(xiàn)同一個(gè)類的不同版本的共存，那么這些不同版本必須由不同的類加載器進(jìn)行加載，因此就不能把這些類的加載工作委托給系統(tǒng)加載器來(lái)完成，因?yàn)樗鼈冎挥幸环荨?、為了做到這一點(diǎn)，就不能采用系統(tǒng)默認(rèn)的類加載器委托規(guī)則，也就是說(shuō)我們定制的類加載器的父加載器必須設(shè)置為 null。該定制的類加載器的實(shí)現(xiàn)代碼如下：
清單 1. 定制的類加載器的實(shí)現(xiàn)代碼
class CustomCL extends ClassLoader {
private String basedir; // 需要該類加載器直接加載的類文件的基目錄
private HashSet dynaclazns; // 需要由該類加載器直接加載的類名
public CustomCL(String basedir, String[] clazns) {
super(null); // 指定父類加載器為 null
this.basedir = basedir;
dynaclazns = new HashSet();
loadClassByMe(clazns);
}
private void loadClassByMe(String[] clazns) {
for (int i = 0; i < clazns.length; i++) {
loadDirectly(clazns[i]);
dynaclazns.add(clazns[i]);
}
}
private Class loadDirectly(String name) {
Class cls = null;
StringBuffer sb = new StringBuffer(basedir);
String classname = name.replace('.', File.separatorChar) + ".class";
sb.append(File.separator + classname);
File classF = new File(sb.toString());
cls = instantiateClass(name,new FileInputStream(classF),
classF.length());
return cls;
}
private Class instantiateClass(String name,InputStream fin,long len){
byte[] raw = new byte[(int) len];
fin.read(raw);
fin.close();
return defineClass(name,raw,0,raw.length);
}
protected Class loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException {
Class cls = null;
cls = findLoadedClass(name);
if(!this.dynaclazns.contains(name) && cls == null)
cls = getSystemClassLoader().loadClass(name);
if (cls == null)
throw new ClassNotFoundException(name);
if (resolve)
resolveClass(cls);
return cls;
}
}
|
在該類加載器的實(shí)現(xiàn)中，所有指定必須由它直接加載的類都在該加載器實(shí)例化時(shí)進(jìn)行了加載，當(dāng)通過(guò) loadClass 進(jìn)行類的加載時(shí)，如果該類沒(méi)有加載過(guò)，并且不屬于必須由該類加載器加載之列都委托給系統(tǒng)加載器進(jìn)行加載。理解了這個(gè)實(shí)現(xiàn)，距離實(shí)現(xiàn)類的熱替換就只有一步之遙了，我們?cè)谙乱恍」?jié)對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)的講解
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實(shí)現(xiàn) Java 類的熱替換
在本小節(jié)中，我們將結(jié)合前面講述的類加載器的特性，并在上小節(jié)實(shí)現(xiàn)的自定義類加載器的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn) Java 類的熱替換。首先我們把上小節(jié)中實(shí)現(xiàn)的類加載器的類名 CustomCL 更改為 HotswapCL，以明確表達(dá)我們的意圖。
現(xiàn)在來(lái)介紹一下我們的實(shí)驗(yàn)方法，為了簡(jiǎn)單起見，我們的包為默認(rèn)包，沒(méi)有層次，并且省去了所有錯(cuò)誤處理。要替換的類為 Foo，實(shí)現(xiàn)很簡(jiǎn)單，僅包含一個(gè)方法 sayHello：
清單 2. 待替換的示例類
public class Foo{
public void sayHello() {
System.out.println("hello world! (version one)");
}
}
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在當(dāng)前工作目錄下建立一個(gè)新的目錄 swap，把編譯好的 Foo.class 文件放在該目錄中。接下來(lái)要使用我們前面編寫的 HotswapCL 來(lái)實(shí)現(xiàn)該類的熱替換。具體的做法為：我們編寫一個(gè)定時(shí)器任務(wù)，每隔 2 秒鐘執(zhí)行一次。其中，我們會(huì)創(chuàng)建新的類加載器實(shí)例加載 Foo 類，生成實(shí)例，并調(diào)用 sayHello 方法。接下來(lái)，我們會(huì)修改 Foo 類中 sayHello 方法的打印內(nèi)容，重新編譯，并在系統(tǒng)運(yùn)行的情況下替換掉原來(lái)的 Foo.class，我們會(huì)看到系統(tǒng)會(huì)打印出更改后的內(nèi)容。定時(shí)任務(wù)的實(shí)現(xiàn)如下（其它代碼省略，請(qǐng)讀者自行補(bǔ)齊）：
清單 3. 實(shí)現(xiàn)定時(shí)任務(wù)的部分代碼
public void run(){
try {
// 每次都創(chuàng)建出一個(gè)新的類加載器
HowswapCL cl = new HowswapCL("../swap", new String[]{"Foo"});
Class cls = cl.loadClass("Foo");
Object foo = cls.newInstance();
Method m = foo.getClass().getMethod("sayHello", new Class[]{});
m.invoke(foo, new Object[]{});
} catch(Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
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編譯、運(yùn)行我們的系統(tǒng)，會(huì)出現(xiàn)如下的打印：
圖 3. 熱替換前的運(yùn)行結(jié)果
好，現(xiàn)在我們把 Foo 類的 sayHello 方法更改為：
public void sayHello() {
System.out.println("hello world! (version two)");
}
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在系統(tǒng)仍在運(yùn)行的情況下，編譯，并替換掉 swap 目錄下原來(lái)的 Foo.class 文件，我們?cè)倏纯雌聊坏拇蛴。婷畹氖虑榘l(fā)生了，新更改的類在線即時(shí)生效了，我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了 Foo 類的熱替換。屏幕打印如下：
圖 4. 熱替換后的運(yùn)行結(jié)果
敏銳的讀者可能會(huì)問(wèn)，為何不用把 foo 轉(zhuǎn)型為 Foo，直接調(diào)用其 sayHello 方法呢？這樣不是更清晰明了嗎？下面我們來(lái)解釋一下原因，并給出一種更好的方法。
如果我們采用轉(zhuǎn)型的方法，代碼會(huì)變成這樣：Foo foo = (Foo)cls.newInstance(); 讀者如果跟隨本文進(jìn)行試驗(yàn)的話，會(huì)發(fā)現(xiàn)這句話會(huì)拋出 ClassCastException 異常，為什么嗎？因?yàn)樵?Java 中，即使是同一個(gè)類文件，如果是由不同的類加載器實(shí)例加載的，那么它們的類型是不相同的。在上面的例子中 cls 是由 HowswapCL 加載的，而 foo 變量類型聲名和轉(zhuǎn)型里的 Foo 類卻是由 run 方法所屬的類的加載器（默認(rèn)為 AppClassLoader）加載的，因此是完全不同的類型，所以會(huì)拋出轉(zhuǎn)型異常。
那么通過(guò)接口調(diào)用是不是就行了呢？我們可以定義一個(gè) IFoo 接口，其中聲名 sayHello 方法，F(xiàn)oo 實(shí)現(xiàn)該接口。也就是這樣：IFoo foo = (IFoo)cls.newInstance(); 本來(lái)該方法也會(huì)有同樣的問(wèn)題的，因?yàn)橥獠柯暶娃D(zhuǎn)型部分的 IFoo 是由 run 方法所屬的類加載器加載的，而 Foo 類定義中 implements IFoo 中的 IFoo 是由 HotswapCL 加載的，因此屬于不同的類型轉(zhuǎn)型還是會(huì)拋出異常的，但是由于我們?cè)趯?shí)例化 HotswapCL 時(shí)是這樣的：
HowswapCL cl = new HowswapCL("../swap", new String[]{"Foo"});
其中僅僅指定 Foo 類由 HotswapCL 加載，而其實(shí)現(xiàn)的 IFoo 接口文件會(huì)委托給系統(tǒng)類加載器加載，因此轉(zhuǎn)型成功，采用接口調(diào)用的代碼如下：
清單 4. 采用接口調(diào)用的代碼
public void run(){
try {
HowswapCL cl = new HowswapCL("../swap", new String[]{"Foo"});
Class cls = cl.loadClass("Foo");
IFoo foo = (IFoo)cls.newInstance();
foo.sayHello();
} catch(Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
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確實(shí)，簡(jiǎn)潔明了了很多。在我們的實(shí)驗(yàn)中，每當(dāng)定時(shí)器調(diào)度到 run 方法時(shí)，我們都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的 HotswapCL 實(shí)例，在產(chǎn)品代碼中，無(wú)需如此，僅當(dāng)需要升級(jí)替換時(shí)才去創(chuàng)建一個(gè)新的類加載器實(shí)例。
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在線升級(jí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則
在上小節(jié)中，我們給出了一個(gè) Java 類熱替換的實(shí)例，掌握了這項(xiàng)技術(shù)，就具備了實(shí)現(xiàn)在線升級(jí)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。但是，對(duì)于一個(gè)真正的產(chǎn)品系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，升級(jí)本省就是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工程，如果要在線升級(jí)，就會(huì)更加復(fù)雜。其中，實(shí)現(xiàn)類的熱替換只是最后一步操作，在線升級(jí)的要求會(huì)對(duì)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)帶來(lái)深遠(yuǎn)的影響。下面我們來(lái)談?wù)勗诰€升級(jí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的一些原則：
- 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)一開始，就要考慮系統(tǒng)的哪些部分是需要以后在線升級(jí)的，哪些部分是穩(wěn)定的。
雖然我們可以把系統(tǒng)設(shè)計(jì)成任何一部分都是可以在線升級(jí)的，但是其成本是非常高昂的，也沒(méi)有必要。因此，明確地界定出系統(tǒng)以后需要在線升級(jí)的部分是明智之舉。這些部分常常是系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯規(guī)則、算法等等。
- 設(shè)計(jì)出規(guī)范一致的系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換方法。
替換一個(gè)類僅僅是在線升級(jí)系統(tǒng)所要做的工作中的一個(gè)步驟，為了使系統(tǒng)能夠在升級(jí)后正常運(yùn)行，就必須保持升級(jí)前后系統(tǒng)狀態(tài)的一致性。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮需要在線升級(jí)的部分所涉及的系統(tǒng)狀態(tài)有哪些，把這些狀態(tài)設(shè)計(jì)成便于獲取、設(shè)置和轉(zhuǎn)換的，并用一致的方式來(lái)進(jìn)行。
- 明確出系統(tǒng)的升級(jí)控制協(xié)議。
這個(gè)原則是關(guān)于系統(tǒng)在線升級(jí)的時(shí)機(jī)和流程控制的，不考慮系統(tǒng)的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)就貿(mào)然進(jìn)行升級(jí)是一項(xiàng)非常危險(xiǎn)的活動(dòng)。因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中， 就要考慮并預(yù)留出系統(tǒng)在線升級(jí)的控制點(diǎn)， 并定義清晰、明確的升級(jí)協(xié)議來(lái)協(xié)調(diào)、控制多個(gè)升級(jí)實(shí)體的升級(jí)次序，以確保系統(tǒng)在升級(jí)的任何時(shí)刻都處在一個(gè)確定的狀態(tài)下。
- 考慮到升級(jí)失敗時(shí)的回退機(jī)制。
即使我們做了非常縝密細(xì)致的設(shè)計(jì)，還是難以從根本上保證系統(tǒng)升級(jí)一定是成功的，對(duì)于大型分布式系統(tǒng)來(lái)說(shuō)尤其如此。因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮升級(jí)失敗后的回退機(jī)制。
好了，本小節(jié)我們簡(jiǎn)單介紹了在線升級(jí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的幾個(gè)重要的原則，下一小節(jié)我們將給出一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)例，來(lái)演示一下如何來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)在線升級(jí)系統(tǒng)。
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在線升級(jí)系統(tǒng)實(shí)例
首先，我們來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下這個(gè)實(shí)例的結(jié)構(gòu)組成和要完成的工作。在我們的例子中，主要有三個(gè)實(shí)體，一個(gè)是升級(jí)控制實(shí)體，兩個(gè)是工作實(shí)體，都基于 ActiveObject 實(shí)現(xiàn)，通過(guò)命令消息進(jìn)行通信（關(guān)于 ActiveObject 的詳細(xì)信息，可以參見作者的另外一篇文章“構(gòu)建 Java 并發(fā)模型框架”）。
升級(jí)控制實(shí)體以 RMI 的方式對(duì)外提供了一個(gè)管理命令接口，用以接收外部的在線升級(jí)命令。工作實(shí)體有兩個(gè)消息隊(duì)列，一個(gè)用以接收分配給它的任務(wù)（我們用定時(shí)器定時(shí)給它發(fā)送任務(wù)命令消息），我們稱其為任務(wù)隊(duì)列；另一個(gè)用于和升級(jí)控制實(shí)體交互，協(xié)作完成升級(jí)過(guò)程，我們稱其為控制隊(duì)列。工作實(shí)體中的任務(wù)很簡(jiǎn)單，就是使用我們前面介紹的 Foo 類簡(jiǎn)單地打印出一個(gè)字符串，不過(guò)這次字符串作為狀態(tài)保存在工作實(shí)體中，動(dòng)態(tài)設(shè)置給 Foo 類的實(shí)例的。升級(jí)的協(xié)議流程如下：
當(dāng)升級(jí)控制實(shí)體接收到來(lái)自 RMI 的在線升級(jí)命令時(shí)，它會(huì)向兩個(gè)工作實(shí)體的任務(wù)隊(duì)列中發(fā)送一條準(zhǔn)備升級(jí)消息，然后等待回應(yīng)。當(dāng)工作實(shí)體在任務(wù)隊(duì)列中收到準(zhǔn)備升級(jí)消息時(shí)，會(huì)立即給升級(jí)控制實(shí)體發(fā)送一條準(zhǔn)備就緒消息，然后切換到控制隊(duì)列等待進(jìn)一步的升級(jí)指令。升級(jí)控制實(shí)體收齊這兩個(gè)工作實(shí)體發(fā)來(lái)的準(zhǔn)備就緒消息后，就給這兩個(gè)工作實(shí)體的控制隊(duì)列各發(fā)送一條開始升級(jí)消息，然后等待結(jié)果。工作實(shí)體收到開始升級(jí)消息后，進(jìn)行實(shí)際的升級(jí)工作，也就是我們前面講述的熱替換類。然后，給升級(jí)控制實(shí)體發(fā)送升級(jí)完畢消息。升級(jí)控制實(shí)體收到來(lái)自兩個(gè)工作實(shí)體的升級(jí)完畢消息后，會(huì)給這兩個(gè)工作實(shí)體的控制隊(duì)列各發(fā)送一條繼續(xù)工作消息，工作實(shí)體收到繼續(xù)工作消息后，切換到任務(wù)隊(duì)列繼續(xù)工作。升級(jí)過(guò)程結(jié)束。
主要的代碼片段如下（略去命令消息的定義和執(zhí)行細(xì)節(jié)）：
清單 5. 主要的代碼片段
// 升級(jí)控制實(shí)體關(guān)鍵代碼
class UpgradeController extends ActiveObject{
int nready = 0;
int nfinished = 0;
Worker[] workers;
......
// 收到外部升級(jí)命令消息時(shí)，會(huì)觸發(fā)該方法被調(diào)用
public void askForUpgrade() {
for(int i=0; i<workers.length; i++)
workers[i].getTaskQueue().enqueue(new PrepareUpgradeCmd(workers[i]));
}
// 收到工作實(shí)體回應(yīng)的準(zhǔn)備就緒命令消息時(shí)，會(huì)觸發(fā)該方法被調(diào)用
public void readyForUpgrade(String worker_name) {
nready++;
if(nready == workers.length){
for(int i=0; i<workers.length; i++)
workers[i].getControlQueue().enqueue(new
StartUpgradeCmd(workers[i]));
}
}
// 收到工作實(shí)體回應(yīng)的升級(jí)完畢命令消息時(shí)，會(huì)觸發(fā)該方法被調(diào)用
public void finishUpgrade(String worker_name) {
nfinished++;
if(nfinished == workers.length){
for(int i=0; i<workers.length; i++)
workers[i].getControlQueue().enqueue(new
ContineWorkCmd(workers[i]));
}
}
......
}
// 工作實(shí)體關(guān)鍵代碼
class Worker extends ActiveObject{
UpgradeController ugc;
HotswapCL hscl;
IFoo foo;
String state = "hello world!";
......
// 收到升級(jí)控制實(shí)體的準(zhǔn)備升級(jí)命令消息時(shí)，會(huì)觸發(fā)該方法被調(diào)用
public void prepareUpgrade() {
switchToControlQueue();
ugc.getMsgQueue().enqueue(new ReadyForUpdateCMD(ugc,this));
}
// 收到升級(jí)控制實(shí)體的開始升級(jí)命令消息時(shí)，會(huì)觸發(fā)該方法被調(diào)用
public void startUpgrade(String worker_name) {
doUpgrade();
ugc.getMsgQueue().enqueue(new FinishUpgradeCMD(ugc,this));
}
// 收到升級(jí)控制實(shí)體的繼續(xù)工作命令消息時(shí)，會(huì)觸發(fā)該方法被調(diào)用
public void continueWork(String worker_name) {
switchToTaskQueue();
}
// 收到定時(shí)命令消息時(shí)，會(huì)觸發(fā)該方法被調(diào)用
public void doWork() {
foo.sayHello();
}
// 實(shí)際升級(jí)動(dòng)作
private void doUpgrade() {
hscl = new HowswapCL("../swap", new String[]{"Foo"});
Class cls = hscl.loadClass("Foo");
foo = (IFoo)cls.newInstance();
foo.SetState(state);
}
}
//IFoo 接口定義
interface IFoo {
void SetState(String);
void sayHello();
}
|
在 Foo 類第一個(gè)版本的實(shí)現(xiàn)中，只是把設(shè)置進(jìn)來(lái)的字符串直接打印出來(lái)。在第二個(gè)版本中，會(huì)先把設(shè)置進(jìn)來(lái)的字符串變?yōu)榇髮懀缓蟠蛴〕鰜?lái)。例子很簡(jiǎn)單，旨在表達(dá)規(guī)則或者算法方面的升級(jí)變化。另外，我們并沒(méi)有提及諸如：消息超時(shí)、升級(jí)失敗等方面的異常情況，這在實(shí)際產(chǎn)品開發(fā)中是必須要考慮的。
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小結(jié)
在本文中，我們對(duì) Java 在線升級(jí)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)技術(shù)：類的熱替換，進(jìn)行了詳細(xì)的講解。此外，還給出了在線升級(jí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的一些主要指導(dǎo)原則。為了使讀者更好地理解這些技術(shù)和原則，我們?cè)谧詈蠼o出了一個(gè)在線升級(jí)系統(tǒng)的實(shí)例。值得注意的是，構(gòu)建在線升級(jí)系統(tǒng)不僅僅是一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，還牽扯到很多管理方面的因素，比如：如何管理、部署系統(tǒng)中的可在線升級(jí)部分和不可在線升級(jí)部分以降低系統(tǒng)的管理、維護(hù)成本等。希望本文在讀者構(gòu)建自己的在線升級(jí)系統(tǒng)時(shí)能夠提供一些幫助。
參考資料
學(xué)習(xí)
討論
作者簡(jiǎn)介
孫鳴，軟件工程師，《平衡敏捷與規(guī)范》一書的譯者，擅長(zhǎng)對(duì)象技術(shù)。
鄧輝，軟件工程師，《敏捷軟件開發(fā)：原則、模式與實(shí)踐》等書的譯者，對(duì)如何優(yōu)雅地構(gòu)建軟件有濃厚的興趣。
建議
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