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Spring Boot熱加載jar實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)插件的思路

更新時(shí)間：2021年10月18日 10:42:29 作者：zlt2000

本文主要介紹在 Spring Boot 工程中熱加載 jar 包并注冊(cè)成為 Bean 對(duì)象的一種實(shí)現(xiàn)思路，在動(dòng)態(tài)擴(kuò)展功能的同時(shí)支持在插件中注入主程序的 Bean 實(shí)現(xiàn)功能更強(qiáng)大的插件

一、背景

動(dòng)態(tài)插件化編程是一件很酷的事情，能實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)功能的解耦便于維護(hù)，另外也可以提升 可擴(kuò)展性 隨時(shí)可以在不停服務(wù)器的情況下擴(kuò)展功能，也具有非常好的 開放性 除了自己的研發(fā)人員可以開發(fā)功能之外，也能接納第三方開發(fā)商按照規(guī)范開發(fā)的插件。

常見的動(dòng)態(tài)插件的實(shí)現(xiàn)方式有 SPI、OSGI 等方案，由于脫離了 Spring IOC 的管理在插件中無法注入主程序的 Bean 對(duì)象，例如主程序中已經(jīng)集成了 Redis 但是在插件中無法使用。

本文主要介紹在 Spring Boot 工程中熱加載 jar 包并注冊(cè)成為 Bean 對(duì)象的一種實(shí)現(xiàn)思路，在動(dòng)態(tài)擴(kuò)展功能的同時(shí)支持在插件中注入主程序的 Bean 實(shí)現(xiàn)功能更強(qiáng)大的插件。

二、熱加載 jar 包

通過指定的鏈接或者路徑動(dòng)態(tài)加載 jar 包，可以使用 URLClassLoader 的 addURL 方法來實(shí)現(xiàn)，樣例代碼如下：

ClassLoaderUtil 類

public class ClassLoaderUtil {
    public static ClassLoader getClassLoader(String url) {
        try {
            Method method = URLClassLoader.class.getDeclaredMethod("addURL", URL.class);
            if (!method.isAccessible()) {
                method.setAccessible(true);
            }
            URLClassLoader classLoader = new URLClassLoader(new URL[]{}, ClassLoader.getSystemClassLoader());
            method.invoke(classLoader, new URL(url));
            return classLoader;
        } catch (Exception e) {
            log.error("getClassLoader-error", e);
            return null;
        }
    }
}

其中在創(chuàng)建 URLClassLoader 時(shí)，指定當(dāng)前系統(tǒng)的 ClassLoader 為父類加載器 ClassLoader.getSystemClassLoader() 這步比較關(guān)鍵，用于打通主程序與插件之間的 ClassLoader ，解決把插件注冊(cè)進(jìn) IOC 時(shí)的各種 ClassNotFoundException 問題。

三、動(dòng)態(tài)注冊(cè) Bean

將插件 jar 中加載的實(shí)現(xiàn)類注冊(cè)到 Spring 的 IOC 中，同時(shí)也會(huì)將 IOC 中已有的 Bean 注入進(jìn)插件中；分別在程序啟動(dòng)時(shí)和運(yùn)行時(shí)兩種場(chǎng)景下的實(shí)現(xiàn)方式。

3.1. 啟動(dòng)時(shí)注冊(cè) Bean

使用 ImportBeanDefinitionRegistrar 實(shí)現(xiàn)在 Spring Boot 啟動(dòng)時(shí)動(dòng)態(tài)注冊(cè)插件的 Bean，樣例代碼如下：

PluginImportBeanDefinitionRegistrar 類

public class PluginImportBeanDefinitionRegistrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar {
    private final String targetUrl = "file:/D:/SpringBootPluginTest/plugins/plugin-impl-0.0.1-SNAPSHOT.jar";
    private final String pluginClass = "com.plugin.impl.PluginImpl";

    @SneakyThrows
    @Override
    public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata importingClassMetadata, BeanDefinitionRegistry registry) {
        ClassLoader classLoader = ClassLoaderUtil.getClassLoader(targetUrl);
        Class<?> clazz = classLoader.loadClass(pluginClass);
        BeanDefinitionBuilder builder = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition(clazz);
        BeanDefinition beanDefinition = builder.getBeanDefinition();
        registry.registerBeanDefinition(clazz.getName(), beanDefinition);
    }
}

3.2. 運(yùn)行時(shí)注冊(cè) Bean

程序運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)注冊(cè)插件的 Bean 通過使用 ApplicationContext 對(duì)象來實(shí)現(xiàn)，樣例代碼如下：

@GetMapping("/reload")
public Object reload() throws ClassNotFoundException {
		ClassLoader classLoader = ClassLoaderUtil.getClassLoader(targetUrl);
		Class<?> clazz = classLoader.loadClass(pluginClass);
		springUtil.registerBean(clazz.getName(), clazz);
		PluginInterface plugin = (PluginInterface)springUtil.getBean(clazz.getName());
		return plugin.sayHello("test reload");
}

SpringUtil 類

@Component
public class SpringUtil implements ApplicationContextAware {
    private DefaultListableBeanFactory defaultListableBeanFactory;
    private ApplicationContext applicationContext;

    @Override
    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
        this.applicationContext = applicationContext;
        ConfigurableApplicationContext configurableApplicationContext = (ConfigurableApplicationContext) applicationContext;
        this.defaultListableBeanFactory = (DefaultListableBeanFactory) configurableApplicationContext.getBeanFactory();
    }

    public void registerBean(String beanName, Class<?> clazz) {
        BeanDefinitionBuilder beanDefinitionBuilder = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition(clazz);
        defaultListableBeanFactory.registerBeanDefinition(beanName, beanDefinitionBuilder.getRawBeanDefinition());
    }

    public Object getBean(String name) {
        return applicationContext.getBean(name);
    }
}

四、總結(jié)

本文介紹的插件化實(shí)現(xiàn)思路通過 共用 ClassLoader 和 動(dòng)態(tài)注冊(cè) Bean 的方式，打通了插件與主程序之間的類加載器和 Spring 容器，使得可以非常方便的實(shí)現(xiàn)插件與插件之間和插件與主程序之間的 類交互，例如在插件中注入主程序的 Redis、DataSource、調(diào)用遠(yuǎn)程 Dubbo 接口等等。

但是由于沒有對(duì)插件之間的 ClassLoader 進(jìn)行隔離也可能會(huì)存在如類沖突、版本沖突等問題；并且由于 ClassLoader 中的 Class 對(duì)象無法銷毀，所以除非修改類名或者類路徑，不然插件中已加載到 ClassLoader 的類是沒辦法動(dòng)態(tài)修改的。

所以本方案比較適合插件數(shù)據(jù)量不會(huì)太多、具有較好的開發(fā)規(guī)范、插件經(jīng)過測(cè)試后才能上線或發(fā)布的場(chǎng)景。

五、完整 demo

https://github.com/zlt2000/springs-boot-plugin-test

到此這篇關(guān)于Spring Boot熱加載jar實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)插件的思路的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Spring Boot熱加載jar內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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