Java 热更技术探究

1. Hotspot
2. DCE VM
3. HotswapAgent
4. Spring-loaded

如果想要动态替换JVM中的字节码, Hotspot JVM 为我们提供了俩种机制

• [Hotswap]
• [instrument]

还有一篇参考文章

• Why HotSwap wasn’t good enough in 2001…and still isn’t today
• Reloading Java Classes: HotSwap and JRebel — Behind the Scenes

Hotspot

JDK

Hotspot的HotSwap技术实现可以为我们在单步调试代码中, 改变代码继续单步调试而不用重启服务. 也就实现了, 当我们想要修复一个bug时, 不必关闭服务器直接可以热更

Hotspot 是通过 Java Platform Debugger Architecture (JPDA) 实现hotswap技术的. 但是这个实现有一个很大的缺陷, 就是我们要开启Java的debug功能

-Xrunjdwp:transport=dt_socket,server=y,onuncaught=y,launch=myDebuggerLaunchScript

在生产阶段我们是不可能这样做的

参考文章

• Java Platform Debugger Architecture Java SE 1.4 Enhancements
• Java调试那点事

DCE VM

DCE VM

Dynamic Code Evolution Virtual Machine (DCE VM) 是Hotspot JVM的一个强化版本, 针对Hotspot JVM的Hotswap只能进行方法的修改, 这个增强版的JVM可以动态的添加删除方法或者属性字段.

但是目前为止, 这个项目还处于实验阶段, 虽然能够在debug阶段稳定运行, 但是并不推荐在生产环境中使用.

HotswapAgent

HotswapAgent也可以为我们带来像DCE VM那样替换JVM字节码的功能(实际它也是依赖了DCE VM). 但是这个项目当前也是beta版本, 在生成环境阶段. 我也是不敢使用.

现在项目中采用的是instrument 对方法体进行小bug热更, 但是还是希望能找到更加灵活的热更方式, 目前只能寄希望于Spring-loaded和JRebel了.

Spring-loaded

在前面的文章里分别都说过了instrument和Hotswap, 显然这俩个技术在代码热更方面都有比较大的局限性. 今天测试一下Spring出品的Spring-loaded. 它可以动态地添加删除方法, 属性字段等.
Spring-loaded 的用法非常简单, 下载springloaded.jar这个jar包, 然后使用代理的方式将它挂载到JVM上就可以了.

java -javaagent:<pathto>/springloaded.jar -noverify SomeJavaClass

尽管有了很高的灵活性,但是还是多少稍微有一些限制, 如果想要reload的文件不能以下列字符串开头

• antlr/
• org/springsource/loaded/
• com/springsource/tcserver/
• com/springsource/insight/
• groovy/
• groovyjarjarantlr/
• groovyjarjarasm/
• grails/
• java/
• javassist/
• org/codehaus/groovy/
• org/apache/
• org/springframework/
• org/hibernate/
• org/hsqldb/
• org/aspectj/
• org/xml/
• org/h2/

还可以设置一些系统参数

java -Dspringloaded=explain -javaagent:<pathto>/springloaded.jar -noverify SomeJavaClass

explainmode会输出无法reload的诊断信息,例如

Feb 05, 2014 11:00:51 AM org.springsource.loaded.TypeRegistry couldBeReloadable
INFO: WhyNotReloadable? The type org/apache/maven/model/building/ModelBuilder is using a package name 'org/apache/' which is 
     considered infrastructure and types within it are not made reloadable

除了explain还有verbose模式, 这个模式会使用java.util.Logging输出reload过程详细信息.

Watcher Observed last modification time change for /Users/aclement/play/grails10411/jira-reload/target/classes/br/
        com/app/domains/CategoryController.class (lastScanTime=1391628759166)
Watcher Firing file changed event /Users/aclement/play/grails10411/jira-reload/target/classes/br/
        com/app/domains/CategoryController.class
ReloadableType Loading new version of br/com/app/domains/CategoryController, identifying suffix OV1YS1A,
               new data length is 27209bytes

当然, 上面俩个模式并不是互斥的, 我们可以对spring-loaded指定多个参数

-Dspringloaded=verbose;explain;profile=grails

看到了这么多, 其实还有一些特性没有测试到， 但是不想再自欺欺人了, 只有一个原因-noverify, 它关闭了JVM的字节码检查功能, 它让JVM坐上火箭去了月球