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(kāi)放性 除了自己的研發(fā)人員可以開(kāi)發(fā)功能之外，也能接納第三方開(kāi)發(fā)商按照規(guī)范開(kāi)發(fā)的插件。
常見(jiàn)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(wú)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(wú)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。
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二、熱加載 jar 包
通過(guò)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(lái)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(wèn)題。
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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);
}
}
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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(guò)使用 ApplicationContext 對(duì)象來(lái)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);
}
}
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四、總結(jié)
本文介紹的插件化實(shí)現(xiàn)思路通過(guò) 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(méi)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(wèn)題；并且由于 ClassLoader 中的 Class 對(duì)象無(wú)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(méi)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(kāi)發(fā)規(guī)范、插件經(jīng)過(guò)測(cè)試后才能上線或發(fā)布的場(chǎng)景。
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