一、背景与概述
Tomcat是一个基于Java的Web服务器，广泛应用于开发、测试和生产环境中。在实际的Web应用的开发过程中，开发者通常需要修改Java代码或HTML页面，以达到增加新功能或者修复Bug等目的。然而，传统的部署方式一般需要重启Tomcat服务器，这会导致应用程序停止服务一段时间。如何在不停止Tomcat服务的情况下，让新的代码生效，这就需要用到Tomcat的热部署功能。
二、代码热替换（Hot Swap）
通常情况下，我们修改Java代码后需要编译为.class文件，然后重新打war包再部署到Tomcat服务器上，以代替原有的WEB-INF/classes目录下的.class文件。
为了避免频繁的停止Tomcat服务以及重新部署应用程序的过程，开发人员需要使用类加载器（ClassLoader）实现代码热替换（Hot Swap）功能。通过修改ClassLoader加载路径，我们可以让应用程序在不停止Web服务器的情况下，动态加载新修改的.class文件。
三、Tomcat热部署实现方式
1. 自动检测WEB应用程序文件变化
在Tomcat中，可以通过配置context.xml文件，开启自动检测WEB应用程序文件变化的功能。下面是一个context.xml的配置文件：
<Context ...>
<WatchedResource>WEB-INF/web.xml</WatchedResource>
<Loader className="org.apache.catalina.loader.VirtualWebappLoader"
virtualClasspath="${catalina.home}/work/${engine.name}/${virtula.host.name}/${context.name}/WEB-INF/classes"
searchVirtualFirst="true" />
</Context>
上面代码片段的意思是，告诉Tomcat检测应用程序的WEB-INF/web.xml文件是否发生了变化，如果发生了变化，则重新加载应用程序。同时，通过VirtualWebappLoader指定了类加载路径，告诉Tomcat加载应用程序的类路径。这样，在应用程序的WEB-INF/classes路径下新增或删除.class文件时，Tomcat就会动态更新类加载路径。
2. JRebel插件
JRebel是一款Java开发工具，它提供了完整的代码热替换（Hot Swap）和重载（Reload）功能，省去了手动重启Tomcat服务器、重新部署应用程序等繁琐的过程。
JRebel插件支持大部分流行的Java技术栈，如Spring、Hibernate和Struts等，具有强大的随时更新、高效快速和方便易用的特点。
3. springloaded.jar
springloaded.jar是Spring项目组提供的一款轻量级代码热替换（Hot Swap）工具。与JRebel类似，springloaded.jar可以在不重启Tomcat服务器的情况下实现Java代码的热替换（Hot Swap）功能。
使用springloaded.jar只需要把该jar包放在Tomcat bin目录下，然后在catalina.bat或catalina.sh启动脚本中添加JVM参数：
set JAVA_OPTS=-javaagent:%CATALINA_HOME%\bin\springloaded.jar -noverify
四、总结
Tomcat热部署是实现Web应用程序无停机维护、以及快速迭代开发的重要技术手段之一。通过热部署，开发人员可以在不停止Tomcat服务，不重新部署应用程序的情况下，实现Java代码和HTML页面的快速更新、部署和测试。目前，Tomcat主流的热部署实现方式包括自动检测WEB应用程序文件变化、JRebel插件和springloaded.jar工具。
