为了让Tomcat支持热替换，我直接修改了他的源码

Posted 2021-03-29 码农十四式

前言

又是一个周日，贫穷的我依然使用电源适配器来暖手，所以，这章来我们聊聊"热"这个问题。

啊啊啊啊啊啊.....

不知道各位网友是怎么解决修改代码后，「不重启」立即生效对的，如果在Spring Boot项目中，可能有部分人会加入spring-boot-devtools这个依赖，当代码修改后，Spring Boot项目会自动重启，注意是重启项目，当然还有些坑，比如不生效，或者改完代码后过好长一段时间才生效，这样还不如手动点一下重启按钮呢，再有就是，如果配置了Tomcat，以外置Tomcat启动Spring Boot项目的话，那么这种办法可能一点用没有（经过我测试）。

如果项目的启动时间不是很长，那么还可以忍受，但是你能忍受十几秒或者更长的时间吗，可能已经开始口吐芬芳了，那么在这种情况下，有没有办法来解决下这个，当时是有的了，我们可以以debug方式启动项目，然后修改代码后手动点击Hot swap classes，也可以做到不重启项目，更新class，但是不好处就在于是以debug方式启动。

那我们在换一种办法吧，毕竟条条大路通罗马，经过不断的研究，最后我决定了一个方案，也就是改Tomcat源码......好吧，可能还有一些IDEA插件，不过我没有去尝试，因为传说是收费的，所以最后花了些时间，改动了一下Tomcat源码，让他从根本上支持此功能。

注意这里就不是热加载问题了，我们也暂不讨论，Tomcat支持的热加载是不需要重启Tomcat，但是需要重启项目来对class更新，开发阶段修改代码后重启是非常麻烦的，所以，我们讨论「热替换」，也就是不重启项目的情况下，对修改的代码，让其在1秒内生效，怎么样，听起来是不是很激动？

没错，至少我是的，但是如果你启动Spring Boot项目的方式是从main方法，那我就没办法了，只要你肯在IDEA配置一个Tomcat，让其跑在这个Tomcat里，那么一切都好说，如下图。

这种启动的原理是IDEA会在/user/.IntelliJIdea2019.3/system/tomcat下创建一个Unnamed_项目名的文件夹，里面会有一些Tomcat相关的配置文件，如下图：

他还会生成一个jmx的账号和密码，但是每次启动都会重新生成，可以使用jconsole工具进行连接调试，conf下面就是Tomcat启动时需要的文件，在conf/Catalina/localhost目录下会有一个xml文件，里面通过Context标记配置了项目信息，他的docBase属性指向了class路径。

如果你熟悉Tomcat，那么这些配置应该都很熟悉，接下来IDEA要做的就是修改catalina.base路径，让其指向这个文件夹即可，这样Tomcat原本webapps下的应用就会失效，conf下配置的信息也会失效。

细心的你应该会发现，Tomcat启动的时候就会打印出这些信息。

10-Jan-2021 14:04:28.452 信息 [main] org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener.log Server.服务器版本:     Apache Tomcat/9.0.33
10-Jan-2021 14:04:28.456 信息 [main] org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener.log 服务器构建:            Mar 11 2020 09:31:38 UTC
10-Jan-2021 14:04:28.457 信息 [main] org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener.log 服务器版本号(：9.0.33.0
10-Jan-2021 14:04:28.457 信息 [main] org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener.log OS Name:               Linux
10-Jan-2021 14:04:28.457 信息 [main] org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener.log OS.版本:               4.15.0-30deepin-generic
10-Jan-2021 14:04:28.457 信息 [main] org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener.log 架构:                  amd64
10-Jan-2021 14:04:28.457 信息 [main] org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener.log Java 环境变量:         /home/HouXinLin/apps/java/jdk/jdk1.8.0_241/jre
10-Jan-2021 14:04:28.457 信息 [main] org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener.log JVM 版本:              1.8.0_241-b07
10-Jan-2021 14:04:28.457 信息 [main] org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener.log JVM.供应商:            Oracle Corporation
10-Jan-2021 14:04:28.457 信息 [main] org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener.log CATALINA_BASE:         /home/hxl/.IntelliJIdea2019.3/system/tomcat/Unnamed_auto-signin
10-Jan-2021 14:04:28.458 信息 [main] org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener.log CATALINA_HOME:         /home/HouXinLin/apps/tomcat/tomcat2/apache-tomcat-9.0.33
10-Jan-2021 14:04:28.460 信息 [main] org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener.log Command line argument: -Djava.util.logging.config.file=/home/hxl/.IntelliJIdea2019.3/system/tomcat/Unnamed_auto-signin/conf/logging.properties
10-Jan-2021 14:04:28.460 信息 [main] org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener.log Command line argument: -Djava.util.logging.manager=org.apache.juli.ClassLoaderLogManager

他的原理简单的介绍了一下，下面该我们的Tomcat上场了，先放个视频。

可以看到，1秒内完成了实时更新，但是目前只能做到修改方法体后生效，如果增加或者删除了方法，那么将无法更新，只能重启。

好处就是快，很快，非常快，非常非常快，session也不会丢失，什么都不会丢失！

原理解密

幸好在以前研究过Tomcat源码，不然可能都无法实现，要想要了解原理，就得需要掌握Tomcat项目的启动流程，以及最重要的Web应用类加载器，这是关键，Tomcat会为每个应用生成独立的类加载器，叫做ParallelWebappClassLoader，他是在StandardContext的启动方法中被实例化的，每个StandardContext就代表一个项目应用。

接下来就是就是最最最最主角，Java Agent，在JDK5的时候引入了一个NB的包叫java.lang.Instrument，他可以在运行的时候动态修改系统的class。

关于他的技术，留在下章中好好总结，下面是如何使用。

使用

下载Tomcat

我是基于Tomcat9来构建的，由于需要jdk/lib下的tools.jar，所以打包后体积会加上tools.jar的大小(17M)，使用的方式和原版Tomcat无任何区别。最低的JDK版本应该需要8。

这个Tomcat不建议线上运行，适合开发调试阶段，线上的话需要使用官方的版本。

链接:https://houxinlin.com/apache-tomcat-9.zip

接着回到IDEA中，依次点击配置Tomcat，然后选择Tomcat，一定要选我的这个。剩下的步骤就不说了，网上一大把。

启动后会有如下日志打印。

10-Jan-2021 14:21:00.731 信息 [Attach Listener] com.hxl.Agent.agentmain Tomcat 热替换启动
10-Jan-2021 14:21:00.754 信息 [Attach Listener] com.hxl.AsmRedefine.initClassLoader 类加载器初始化完成,共发现[1]个
10-Jan-2021 14:21:00.755 信息 [Attach Listener] com.hxl.AsmRedefine.addItem 映射[/ROOT] To [/home/HouXinLin/projects/java/Idea/Java-Project/auto-signin/target/classes]

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