如何热更新线上的Java服务器代码

一、前言

1、热更新代码的场景

（1）当线上服务器出现问题时，有些时候现有的手段不足以发现问题所在，可能需要追加打印日志或者增加一些调试代码，如果我们去改代码重新部署，会破坏问题现场，可以通过热部署的手段来增加调试代码

（2）线上出现紧急bug，通过Review代码找到问题，修改好后打包部署的流程可能比较久，可以通过热部署代码及时解决问题

二、Arthas的使用

　　使用阿里巴巴开源的Java诊断工具---Arthas，他可以附着在我们的Java服务器进程上面，查看服务器状态，jvm状态等各种参数指标，还可以进行热更新

1、下载启动Arthas

wget https://alibaba.github.io/arthas/arthas-boot.jar
java -jar arthas-boot.jar

2、启动后会显示当前机器上面所有的java进程，选择我们需要监控/修改的进程，输入序号回车

3、一些常用命令，如果线上出现问题，可以通过以下命令查看各项指标是否有异常

dashboard——当前系统的实时数据面板
thread——查看当前 JVM 的线程堆栈信息
jvm——查看当前 JVM 的信息
sysprop——查看和修改JVM的系统属性
sysenv——查看JVM的环境变量
getstatic——查看类的静态属性

（1）打印前五名最消耗CPU的线程，可以及时找到CPU过高的代码位置

thread -n 

（2）查看某个函数的调用堆栈

stack <类全包名> <函数名>

（3）查看某个函数的哪个子调用最慢，耗时最久的调用会标红显示，可以方便找出某个功能中最耗时的操作

trace <类全包名> <函数名>

（4）监控某个函数的调用统计数据，包括总调用次数，平均运行时间，成功率等信息

monitor <类全包名> <函数名>

4、输入exit可以退出当前的连接，但是附着在服务器进程上的Arthas依然在运行，完全退出可以输入shutdown

三、热更新

1、首先找到我们需要更新代码的全包名，通过jad命令将线上正在运行的代码反编译出来

jad --source-only <全包名> > <导出目录+文件名>

2、拿到java代码后，我们根据需求来修改代码，需要注意的是这里热更新代码的实际原理是调用Java基础类java.lang.instrument.Instrumentation的redefineClasses方法，他可以通过修改字节码来替换已有的class文件，其中有诸多的限制：

（1）比如不能增加或删除field/method

（2）没有退出的函数不能生效，比如一个函数体内是一个where(true)循环，永远不会结束，那么我们修改的代码也永远不会生效

我们可以在函数中增加一些代码，比如增加日志打印等

3、修改好代码后，我们要找到这个这个类对应的类加载器，再去加载这个class，执行如下命令会返回类加载器的对象地址

sc -d <全包名> | grep classLoaderHash

4、通过内存编译将Java文件编译成Class文件

mc -c <类加载器的对象地址> <Java文件所在目录+文件名>

5、最后，我们通过命令将class文件进行热更新

redefine <Class文件所在目录+文件名>

6、更新完毕不出意外会立即生效，这时候就可以去验证代码是否生效了