jAVA不停服执行代码

Qwe7

发布于 2022-03-23 08:13:10

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尽管我们有了JAVA热更新1：Agent方式热更、JAVA热更新2：动态加载子类热更，能修复大部分线上的BUG，在项目上线之后，不可避免的会遇到出数据错乱的情况。之前的做法可能是提前写好一段代码，然后通过后台接口来进行调用，用以解决线上数据规整。但这种方式必须得提前写好规整逻辑，但不能覆盖所有情况。

因此我们就期望直接在线上执行一段代码，来进行我们业务数据的规整，结果就像JavaScript中的eval()函数一样，丢一串字符串进去，就可以像正常类一样执行，并且要能调用现有正在跑的代码。

例如：我们直接获取用户1234的信息，然后把用户年龄改为15，然后把修改后的值返回出来。

public class ChangeInfoTest {     public static int changeUserInfo() {        UserInfoVO info = UserInfoCache.getUserInfo(1234);        info.setAge(15);        return info.getAge();    }}

设计思路

如果要实现上述功能，本质上也就是我们期望写一段代码然后后在应用上执行。其实JDK的底层本身就提供了动态加载类文件的能力，它就是JavaCompiler。

如果使用JavaCompiler动态加载类文件内容，那就需要经过下述流程：

把Java代码组装成一个格式正确的java源码，编译为class字节流
利用ClassLoader将class字节流加载进入JVM，得到对应的class
基于class则可以反射调用对应的逻辑

JavaCompiler的标准工作流程

如果代码片段格式正确，我们就通过Java编译器动态编译源代码得到了class。

// 以下仅为示例代码，具体实际可运行代码可参考文末的示例代码public class JavaCompilerUsage {     public void compileTest() throws ClassNotFoundException {        // 这里设置类名和源码，content必须是符合语法规范的类文件内容        String className = "", content = "";         // cl：是作为DynamicClassLoader的parent，一般是用当前应用的classloader        // 主要作用是通过它来实现线上的代码对代码片段的可见性（双亲委派）        ClassLoader cl = ClassLoader.getSystemClassLoader();        // 动态ClassLoader，主要用它来加载编译好的class文件        DynamicClassLoader dynamicClassLoader = new DynamicClassLoader(cl);         JavaCompiler javaCompiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();        // 文件管理器        StandardJavaFileManager standardFileManager = javaCompiler.getStandardFileManager(null, null, null);        JavaFileManager fileManager = new DynamicJavaFileManager(standardFileManager, dynamicClassLoader);        DiagnosticCollector<JavaFileObject> collector = new DiagnosticCollector<>();         // 添加类名和对应的源码        List<JavaFileObject> compilationUnits = new ArrayList<>(new StringSource(className, content));         // 构建编译任务        JavaCompiler.CompilationTask task = javaCompiler.getTask(null, fileManager, collector, new ArrayList<>(), null,                compilationUnits);         // 执行编译过程        boolean result = task.call();        if (result) {            // 通过dynamicClassLoader获取编译之后的类文件            Map<String, Class<?>> classes = dynamicClassLoader.getClasses();        }    }}

线上如何执行代码？

得到class之后，我们想要调用class的方法，最直接的就是反射调用，相对就比较简单了，下面就是一段示例代码，直接调用类中第一个 public static 方法

// 以下仅为示例代码，具体实际可运行代码可参考文末的示例代码public class ClassCaller {     private static Object call(Class<?> methtClass) throws Exception {        Method[] declaredMethods = methtClass.getDeclaredMethods();         for (Method declaredMethod : declaredMethods) {            // 调用类中第一个public static的方法            if (Modifier.isPublic(declaredMethod.getModifiers()) && Modifier.isStatic(declaredMethod.getModifiers())) {                Object result = declaredMethod.invoke(null);                 LOG.error("JavaEval return: {}", JSON.toJSON(result));                return result;            }        }         throw new RuntimeException("NO method is [public static], cannot eval");    }}

问题：为什么我们写的类能调用到的目标jvm的代码?

上面我们看到 new DynamicClassLoader(cl)的时候传递了一个参数：cl，这是DynamicClassLoader的parent，也就是它的父ClassLoader。基于ClassLoader的双亲委派的原则，子ClassLoader是可以访问父ClassLoader里面的类的，所以我们写的代码是可以直接访问到线上的代码逻辑，而不会报类不存在。

关于ClassLoader的实现细节，我们在讲Arthas的原理时会详细再讲解。