Groovy 实现代码热载的机制和原理-技术圈

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编辑：业余草

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我不太清楚有多少人使用过 Groovy 的热更新功能，目前我们公司不少复杂的业务模块，使用了它。最近还使用了 Groovy 的一个热更新功能，感觉还算顺手。本文总结一下 Groovy 实现代码热载的机制和原理！

前言

最近很忙，现在趁这段空闲的时间，对之前接触的一些工程知识做下总结。先来讲下借用 Groovy 如何来实现代码的热载，以及其中涉及到的原理和需要注意的点。

总的来说, Groovy作为一本动态编译语言, 其对标应该是c/c++体系中的lua, 在一些业务逻辑变动频繁的场景, 其意义非常的重大。

简单入门

本文的主题是Groovy实现代码热载, 其他大背景是java实现主干代码, groovy实现易变动的逻辑代码. 先来看下java是如何调用的groovy脚本的。

import groovy.lang.Binding;
import groovy.lang.GroovyShell;

public class GroovyTest {

    public static void main(String\[\] args) {
        // \*) groovy 代码
        String script = "println 'hello'; 'name = ' + name;";

        // \*) 传入参数
        Binding binding = new Binding();
        binding.setVariable("name", "lilei");

        // \*) 执行脚本代码
        GroovyShell shell = new GroovyShell(binding);
        Object res = shell.evaluate(script);
        System.out.println(res);
    }
}

这段代码的输出为:

Binding类主要用于传递参数集, 而GroovyShell则主要用于编译执行Groovy代码。是不是比想象中的要简答, ^_^。

当然java调用groovy还有其他的方式, 下文会涉及到.

原理分析

下面这段其实大有文章.

GroovyShell shell = new GroovyShell(binding);
Object res = shell.evaluate(script);

对于函数evaluate, 我们追踪进去, 会有不少的重新认识.

    public Object evaluate(GroovyCodeSource codeSource) throws CompilationFailedException {
        Script script = this.parse(codeSource);
        return script.run();
    }

    public Script parse(GroovyCodeSource codeSource) throws CompilationFailedException {
        return InvokerHelper.createScript(this.parseClass(codeSource), this.context);
    }

其大致的思路, 「为Groovy脚本代码包装生成class, 然后产生该类实例对象, 在具体执行其包装的逻辑代码」.

但是这边需要注意的情况:

public Class parseClass(String text) throws CompilationFailedException {
       return this.parseClass(text, "script" + System.currentTimeMillis() + Math.abs(text.hashCode()) + ".groovy");
}

对于groovy脚本, 它默认会生成名字为**script + System.currentTimeMillis() + Math.abs(text.hashCode())**的class类, 也就是说传入脚本, 它都会生成一个新类, 「就算同一段groovy脚本代码, 每调用一次, 都会生成一个新类」。

陷阱评估

原理我们基本上理解了, 但是让我们来构造一段代码, 看看是否有哪些陷阱.

import groovy.lang.Binding;
import groovy.lang.GroovyShell;
import groovy.lang.Script;

import java.util.Map;
import java.util.TreeMap;

public class GroovyTest2 {

    private static GroovyShell shell = new GroovyShell();

    public static Object handle(String script, Map params) {
        Binding binding = new Binding();
        for ( Map.Entry ent : params.entrySet() ) {
            binding.setVariable(ent.getKey(), ent.getValue());
        }
        Script sci = shell.parse(script);
        sci.setBinding(binding);
        return sci.run();
    }

    public static void main(String\[\] args) {
        String script = "println 'hello'; 'name = ' + name;";
        Map params = new TreeMap();
        params.put("name", "lilei");
        while(true) {
            handle(script, params);
        }
    }

}

这段代码执行到最后的结果为, 频繁触发full gc, 究其原因为PermGen区爆满. 这是为何呢?

如上所分析的, 虽然是同一份脚本代码, 但是都为其每次调用, 间接生成了一个class类. 对于full gc, 除了清理老年代, 也会顺便清理永久代(PermGen), 但为何不清理这些一次性的class呢? 答案是gc条件不成立。

引用下class被gc, 需满足的三个条件:

该类所有的实例都已经被GC
加载该类的ClassLoader已经被GC
该类的java.lang.Class对象没有在任何地方被引用

加载类的ClassLoader实例被GroovyShell所持有, 作为静态变量(gc root), 条件2不成立, GroovyClassLoader有个map成员, 会缓存编译的class, 因此条件3都不成立.
有人会问, 为何不把GroovyShell对象, 作为一个临时变量呢?

public static Object handle(String script, Map params) {
    Binding binding = new Binding();
    for ( Map.Entry ent : params.entrySet() ) {
        binding.setVariable(ent.getKey(), ent.getValue());
    }
    GroovyShell shell = new GroovyShell();
    Script sci = shell.parse(script);
    sci.setBinding(binding);
    return sci.run();
}

实际上, 还是治标不治本, 只是说class能被gc掉, 但是清理的速度可能赶不上产生的速度, 依旧频繁触发full gc。

Groovy 实现代码热载的机制和原理