專利名稱：基于Java平臺的Web業(yè)務(wù)系統(tǒng)的動態(tài)升級方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種基于Java平臺的Web業(yè)務(wù)系統(tǒng)的動態(tài)升級 方法及裝置。
背景技術(shù)：
隨著Web技術(shù)的不斷更新，基于不同架構(gòu)的Web業(yè)務(wù)系統(tǒng)層出不窮，由于Java語 言具有跨平臺優(yōu)勢，使基于J2EE的Web業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用更加廣泛，幾乎遍及各行各業(yè)，例如， 電信行業(yè)，金融行業(yè)等等。業(yè)務(wù)需求變化頻繁，通常需要Web業(yè)務(wù)系統(tǒng)M小時不間斷服務(wù)， 而當(dāng)進(jìn)行系統(tǒng)升級的時候，則需要停止Web業(yè)務(wù)系統(tǒng)，這勢必會中斷當(dāng)前用戶所進(jìn)行的業(yè) 務(wù)操作，對Web業(yè)務(wù)系統(tǒng)的正常運(yùn)作會造成一定的影響。鑒于這種弊端與局限，就需要基于J2EE實現(xiàn)Web業(yè)務(wù)系統(tǒng)的動態(tài)升級，即在Web 容器內(nèi)，實現(xiàn)Java類文件的熱加載。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供一種基于Java平臺的Web業(yè)務(wù)系統(tǒng)動態(tài)升級方法及裝置，用以 在不中斷Web業(yè)務(wù)的前提下，實現(xiàn)Web業(yè)務(wù)系統(tǒng)的動態(tài)升級。本發(fā)明實施例提供的具體技術(shù)方案如下一種基于Java平臺的Web業(yè)務(wù)系統(tǒng)動態(tài)升級方法，包括新建一個自定義的類加載器，令新建的類加載器繼承指定的父類加載器，且將所 述父類加載器設(shè)置為空值；采用所述新建的類加載器在預(yù)設(shè)存儲位置加載至少一個Java類文件；采用加載Java類文件后的類加載器替換Java平臺內(nèi)核中指定的已加載的類加載器。一種基于Java平臺的Web業(yè)務(wù)系統(tǒng)動態(tài)升級裝置，包括 建立單元，用于新建一個自定義的類加載器，令新建的類加載器繼承指定的父類 加載器，且將所述父類加載器設(shè)置為空值；第一加載單元，用于采用所述新建的類加載器在預(yù)設(shè)存儲位置加載至少一個Java 類文件；第二加載單元，采用加載Java類文件后的類加載器替換Java平臺內(nèi)核中指定的 其他類加載器。本發(fā)明實施例中，管理人員只需要采用自定義的類加載器加載指定位置的Java 類文件，并采用加載Java類文件后的類加載器替換Java平臺內(nèi)核中指定的類加載器，即可 采用升級后的Java類文件直接替換原有的Java類文件，從而實現(xiàn)了 Web業(yè)務(wù)系統(tǒng)的動態(tài) 升級，不需要重啟Web服務(wù)器，也不需要中斷Web業(yè)務(wù)服務(wù)，從而保證了 Web業(yè)務(wù)的連續(xù)性， 提高了 Web業(yè)務(wù)系統(tǒng)的性能和服務(wù)質(zhì)量。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)下本發(fā)明中Java類加載器層次結(jié)構(gòu)圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)下Java類加載器工作流程示意圖；圖3A為本發(fā)明實施例中實現(xiàn)Java類文件熱加載流程圖；圖;3B為本發(fā)明實施例中自定義DynamincClassLoader結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實施例中Web服務(wù)器功能結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式基于Java平臺的Web業(yè)務(wù)系統(tǒng)的動態(tài)升級過程，即是Web業(yè)務(wù)系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)行的Java 類文件的熱替換過程，本發(fā)明實施例中，重寫了類加載方法，即重新定義了 Java類文件的 加載方式，實現(xiàn)Java類文件(如，Jar包)的動態(tài)加載，具體為新建一個自定義的類加載 器，令新建的類加載器繼承指定的父類加載器，且將該父類加載器設(shè)置為空值，再采用新建 的類加載器在預(yù)設(shè)存儲位置加載至少一個Java類文件，并采用加載Java類文件后的類加 載器替換Java平臺內(nèi)核中指定的已加載的類加載器。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明優(yōu)選的實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明?；贘ava平臺的Web業(yè)務(wù)系統(tǒng)內(nèi)，所有的Java類文件在加載的時候，都是通過內(nèi) 置的類加載器(ClassLoader)來實現(xiàn)加載工作的，ClassLoader加載過程本身具有一定的
1 Bf以 BootStrapClassLoader>ExtClassLoader>AppClassLoader 以及用戶自定義的CustomClassLoader，這四種類加載器為例，這四種類加載器分別負(fù)責(zé)不 同路徑的Java類文件的加載，并形成了一個類加載器的層次結(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Java類文件的加載，默認(rèn)為jre/lib目錄下的核心API (應(yīng)用程序接口) 或-Xbootclasspath選項指定的Java類文件。ExtClassLoader處于類加載器層次結(jié)構(gòu)的次高層，負(fù)責(zé)java. ext. dirs路徑下的 Java類文件的加載，默認(rèn)為jre/lib/ext目錄或者-D java. ext. dirs指定目錄下的Java類 文件；AppClassLoader處于類加載器層次結(jié)構(gòu)的次低層，負(fù)責(zé)java. class, path下Java 類文件的加載，默認(rèn)為環(huán)境變量CLASSPATH中設(shè)定的值。用戶自定義CustomClassLoader處于類加載器層次結(jié)構(gòu)的最低層，可以根據(jù)用戶 的需要定制自己的類加載過程，在運(yùn)行期進(jìn)行指定Java類文件的動態(tài)實時加載。參閱圖2所示，上述四種類加載器形成一定的父子關(guān)系，高層為低層的父加載器， 在進(jìn)行Java類文件的加載時，系統(tǒng)首先會在類加載器層次結(jié)果中自底向上挨個檢查是否 已經(jīng)加載了指定的Java類文件，如果已經(jīng)加載則直接返回該Java類文件的引用，如果檢 查到最高層也沒有加載過指定的Java類文件，那么系統(tǒng)會自頂向下逐個嘗試加載指定的 Java類文件，直到檢索到用戶自定義的類加載器CustomClassLoader，如果還不能加載成 功，就會出現(xiàn)異常。同一個類加載器實例而言，名字相同的Java類文件只能存在一個，并且僅能加載 一次，不管該Java類文件有沒有變化，下次再需要加載時，只能從自身的緩存中直接返回 已經(jīng)加載過的Java類文件的引用。
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基于上述原理，參閱圖3A所示，本發(fā)明實施例中，實現(xiàn)Java類文件熱加載的詳細(xì) 流程如下步驟300 新建一個自定義的類加載器。參閱圖IBB所示，本實施例中，將新建的自定義的類加載器命名為 DynamicClassLoadero步驟310 令新建的類加載器繼承指定的父類加載器，且將父類加載器設(shè)置為空 值，即null值。所謂繼承，是指將已存在的類加載器包含的方法及屬性作為基礎(chǔ)來建立新的類加 載器，新建立的類加載可以使用被繼承的類加載器包含的全部方法及屬性，還可以擴(kuò)展新 的方法及屬性，采用繼承這種技術(shù)使得復(fù)用以前的代碼非常容易，能夠大大縮短開發(fā)周期， 降低開發(fā)費(fèi)用。參閱圖;3B所示，本實施例中，DynamicClassLoader繼承的指定的父類加載器為 CustomClassLoader,并將CustomClassLoade的取值設(shè)置為null值，這樣，可以改變原始的 加載順序，即原先由父類加載器先加載Java類文件，再由子類加載器加載Java文件，改為 先由子加載器加載Java類文件，再由父類加載器加載Java類文件，從而將原始的類加載順 序修改成為自定義的類加載順序。步驟320 采用新建的類加載器加載指定存儲位置的至少一個Java類文件。本實施例中，執(zhí)行步驟320時，包括將新建的類加載器的加載路徑設(shè)置為自定義的存儲路徑，判斷是否該類已經(jīng)加載 過，這需要通過調(diào)用findLoadedClass方法來實現(xiàn)；將新建的類加載器實例化，這需要通過調(diào)用defineClass方法來實現(xiàn)，通常 將以字節(jié)數(shù)組表示的類字節(jié)碼，轉(zhuǎn)換成Class實例，從而完成類加載器的實例化；調(diào)用 defineClass方法的實現(xiàn)代碼如下private Class instantiateClass(String name, InputStream fin, long len){byte [] raw = new byte [ (int) len]；fin. read (raw)；fin. close ()；return defineClass (name, raw, O, raw. length)；}設(shè)置新建的類加載器的加載行為，令新建的類加載器在自定義的存儲路徑上加載
該存儲路徑上保存的至少一個Java類文件，這需要通過調(diào)用resolveClass方法來實現(xiàn)。
運(yùn)行實例化后的新建的類加載器，從而實現(xiàn)在指定的存儲路徑上的Java類文件 的加載，這需要通過重寫loadClass方法來實現(xiàn)，重寫loadClass方法的實現(xiàn)代碼如下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 ；}步驟330 采用加載Java類文件后的類加載器替換Java平臺內(nèi)核中指定的已加 載的類加載器。執(zhí)行步驟330時，需要改變Web服務(wù)器中的Java平臺的類加載方式，令Web服務(wù) 器將加載Java類文件后的類加載器重載至的Java平臺內(nèi)核中，替換Java平臺內(nèi)核中指定 的已加載的類加載器，從而完成了 Java類文件的熱替換。每一種Web服務(wù)器上運(yùn)行的Java平臺都有自身的類加載方式，以Web服務(wù)器是 Tomcat krver為例，Tomcat krver在啟動的時候?qū)?gòu)造一個類加載器樹，假設(shè)其層次和
M BootStrapClassLoader- > SystemClassLoader- > CommonClassLoader- > CatalinaClassLoader- > Shared ClassLoader- > Web 應(yīng)用禾呈序 WebappXClassLoader (用
于加載Web應(yīng)用程序的類加載器)。BootStrapClassLoader，用于加載Java平臺提供的基本的運(yùn)行時間類文件，加上 在 System Extensions 目錄($JAVA_H0ME/jre/lib/ext)里的 JAR 文件中所有的 Java 類文 件和資源；SystemClassLoader，用于加載CLASSPATH環(huán)境變量配置路徑的Java類文件和資 源；CommonClassLoader，用于加載"Tomcat服務(wù)器本身和所有的Web應(yīng)用都能搜索到 的Java類文件，即也就common目錄下面的Java類文件和資源；CatalinaClassLoader,用于加載所有的在 $CATALINA_HOME/server/classes 里 未包裝的Java類文件和資源；SharedClassLoader，用于加載所有的在 $CATALINA_BASE/shared/classes 里包 裝的Java類文件和資源；WebappXClassLoader, 一種Web應(yīng)用程序加載類，用于加載在/WEB-INF/ classes目錄里所有的未包裝的Java類和資源，對每個Tomcat krver里的Web應(yīng)用 都創(chuàng)建一個 WebappXClassLoader, Web 應(yīng)用下的 WEB-INF/classes，WEB-INF/lib 都由 WebappXClassLoader加載，它所加載的Java類文件對其他的Web應(yīng)用是不可見的。如， 某一業(yè)務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用程序組件與包(由多個類文件組成)是安裝在/WEB-INF/classes與 WEB-INF/lib下面的，而WiebappXClassLoader負(fù)責(zé)這個業(yè)務(wù)系統(tǒng)的所有應(yīng)用程序組件與包 的加載。從上可知，要想改變Web服務(wù)器上Java平臺的類加載方式，就需要改造 WebappXClassLoader 的力口載方式，艮改造Tomcat Server 的 webappClassLoader 類，具體的 步驟如下將新建的已加載了 Java類文件的類加載器DynamicClassLoader，作為 webappClassLoader Ι^ ^Μ 生；
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添加重建方法，令Tomcat Server在重新加載時，采用重載的類加載器 DynamicClassLoader，替換掉Java平臺內(nèi)核中指定的已加載的類加載器，這樣，便可以針 對任意一個Java類文件進(jìn)行熱替換，其實現(xiàn)代碼如下public void reCreateDynamicClassLoader(){dynamicClassLoader = new DynamicClassLoader(this)；}修改findClass方法，由于外層升級類組件需要調(diào)用webappClassLoader類中的 findClass方法實現(xiàn)動態(tài)升級類組件，而findClass方法默認(rèn)是不能被外部類訪問的，所以 修改findClass方法前面的屬性關(guān)鍵字，將findClass方法屬性修改成為public，添加相關(guān) 的代碼，從而將重建的屬性加入相關(guān)的地方。具體流程為在iTomcat內(nèi)核中，打開webappClassLoader. java類文件修改在第832行(僅為舉例)，公開findClass方法public Class findClass(String name)throws ClassNotFoundException{第1569行(僅為舉例)，添加如下一行代碼。if(isReload)removeResourceEntry(name)；第1577行(僅為舉例)，if ((entry == null) | | (entry. binaryContent == null))改為if ((entry = = null) | | (entry. IoadedClass = = nullMentry. binaryContent ==null))第I633 I636行(僅為舉例)if (entry. IoadedClass == null) {clazz = defineClass(name, entry. binaryContent,O, entry. binaryContent. length, codeSource)；改為byte[]classData = new byte[entry. binaryContent. length]；System, arraycopy (entry. binaryContent, O, classData，0，classData. length)；if (entry. IoadedClass == null) {clazz = isReload ？ dynamicClassLoader.IoadClass(name, classData, codeSource) :defineClass(name, classData,O, classData. length, codeSource)；基于上述實施例，參閱圖4所示，基于Java平臺的Web服務(wù)器包括建立單元40、第 一加載單元41和第二加載單元42，其中，建立單元40，用于新建一個自定義的類加載器，令新建的類加載器繼承指定的父 類加載器，且將該父類加載器設(shè)置為空值；第一加載單元41，用于采用新建的類加載器在預(yù)設(shè)存儲位置加載至少一個Java 類文件；第二加載單元42，采用加載Java類文件后的類加載器替換Java平臺內(nèi)核中指定 的其他類加載器。
綜上所述，本發(fā)明實施例中，管理人員只需要采用自定義的類加載器加載指定位 置的Java類文件，并采用加載Java類文件后的類加載器替換Java平臺內(nèi)核中指定的類加 載器，即可采用升級后的Java類文件直接替換原有的Java類文件，從而實現(xiàn)了 Web業(yè)務(wù)系 統(tǒng)的動態(tài)升級，不需要重啟Web服務(wù)器，也不需要中斷Web業(yè)務(wù)服務(wù)，從而保證了 Web業(yè)務(wù) 的連續(xù)性，提高了 Web業(yè)務(wù)系統(tǒng)的性能和服務(wù)質(zhì)量。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍 之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于Java平臺的Web業(yè)務(wù)系統(tǒng)動態(tài)升級方法，其特征在于，包括新建一個自定義的類加載器，令新建的類加載器繼承指定的父類加載器，且將所述父 類加載器設(shè)置為空值；采用所述新建的類加載器在預(yù)設(shè)存儲位置加載至少一個Java類文件； 采用加載Java類文件后的類加載器替換Java平臺內(nèi)核中指定的已加載的類加載器。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用所述新建的類加載器在預(yù)設(shè)存儲位置 加載至少一個Java類文件，包括將新建的類加載器的加載路徑設(shè)置為自定義的存儲路徑； 將所述新建的類加載器實例化；設(shè)置所述新建的類加載器的加載行為，令所述類加載器加載在自定義的存儲路徑上保 存的Java類文件；運(yùn)行實例化后的新建的類加載器。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，采用加載Java類文件后的類加載器替 換Java平臺內(nèi)核中指定的已加載的類加載器，包括將所述加載Java類文件后的類加載器設(shè)置為Web應(yīng)用程序加載類的成員屬性； 將所述加載Java類文件后的類加載器加載至Java平臺內(nèi)核中，替換Java平臺內(nèi)核中 指定的已加載的類加載器。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述新建的類加載器繼承的指定的父類加 CustomClassLoader0
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述Web應(yīng)用程序加載類為 WebappXClassLoaderο
6.一種基于Java平臺的Web業(yè)務(wù)系統(tǒng)動態(tài)升級裝置，其特征在于，包括建立單元，用于新建一個自定義的類加載器，令新建的類加載器繼承指定的父類加載 器，且將所述父類加載器設(shè)置為空值；第一加載單元，用于采用所述新建的類加載器在預(yù)設(shè)存儲位置加載至少一個Java類 文件；第二加載單元，采用加載Java類文件后的類加載器替換Java平臺內(nèi)核中指定的其他 類加載器。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第一加載單元采用所述新建的類加載 器在預(yù)設(shè)存儲位置加載至少一個Java類文件，包括將新建的類加載器的加載路徑設(shè)置為自定義的存儲路徑； 將所述新建的類加載器實例化；設(shè)置所述新建的類加載器的加載行為，令所述類加載器加載在自定義的存儲路徑上保 存的Java類文件；運(yùn)行實例化后的新建的類加載器。
8.如權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于，所述第二加載單元采用加載Java類文 件后的類加載器替換Java平臺內(nèi)核中指定的已加載的類加載器，包括將所述加載Java類文件后的類加載器設(shè)置為Web應(yīng)用程序加載類的成員屬性； 將所述加載Java類文件后的類加載器加載至Java平臺內(nèi)核中，替換Java平臺內(nèi)核中指定的已加載的類加載器。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述第一加載單元令新建的類加載器繼承 的指定的父類加載器，包括令新建的類加載器繼承CustomClassLoader。
10.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述第二加載單元將所述加載Java類文件 后的類加載器設(shè)置為Web應(yīng)用程序加載類的成員屬性，包括將加載Java類文件后的類加 載器設(shè)置為WebappXClassLoader的成員屬性。
全文摘要
本發(fā)明涉及計算機(jī)領(lǐng)域，公開了一種基于Java平臺的Web業(yè)務(wù)系統(tǒng)動態(tài)升級方法及裝置，用以在不中斷Web業(yè)務(wù)的前提下，實現(xiàn)Web業(yè)務(wù)系統(tǒng)的動態(tài)升級。該方法為采用自定義的類加載器加載指定位置的Java類文件，并采用加載Java類文件后的類加載器替換Java平臺內(nèi)核中指定的類加載器，這樣，即可采用升級后的Java類文件直接替換原有的Java類文件，從而實現(xiàn)了Web業(yè)務(wù)系統(tǒng)的動態(tài)升級，不需要重啟Web服務(wù)器，也不需要中斷Web業(yè)務(wù)服務(wù)，從而保證了Web業(yè)務(wù)的連續(xù)性，提高了Web業(yè)務(wù)系統(tǒng)的性能和服務(wù)質(zhì)量。
文檔編號G06F9/445GK102073525SQ20111002344
公開日2011年5月25日 申請日期2011年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月20日
發(fā)明者毛潤 申請人:中興通訊股份有限公司