但如果采用運(yùn)行時(shí)編譯，可以同時(shí)簡(jiǎn)化步驟 4 和 5，節(jié)約新進(jìn)程的開銷和寫入存儲(chǔ)器的輸出開銷，提高系統(tǒng)效率。實(shí)際上，在 JDK 5 中，Sun 也提供了調(diào)用編譯器的編程接口。然而不同的是，老版本的編程接口并不是標(biāo)準(zhǔn) API 的一部分，而是作為 Sun 的專有實(shí)現(xiàn)提供的，而新版則帶來了標(biāo)準(zhǔn)化的優(yōu)點(diǎn)。

新 API 的第二個(gè)新特性是可以編譯抽象文件，理論上是任何形式的對(duì)象 —— 只要該對(duì)象實(shí)現(xiàn)了特定的接口。有了這個(gè)特性，上述例子中的步驟 3 也可以省略。整個(gè) JSP 的編譯運(yùn)行在一個(gè)進(jìn)程中完成，同時(shí)消除額外的輸入輸出操作。

第三個(gè)新特性是可以收集編譯時(shí)的診斷信息。作為對(duì)前兩個(gè)新特性的補(bǔ)充，它可以使開發(fā)人員輕松的輸出必要的編譯錯(cuò)誤或者是警告信息，從而省去了很多重定向的麻煩。

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運(yùn)行時(shí)編譯 Java 文件

在 JDK 6 中，類庫(kù)通過 javax.tools 包提供了程序運(yùn)行時(shí)調(diào)用編譯器的 API。從這個(gè)包的名字 tools 可以看出，這個(gè)開發(fā)包提供的功能并不僅僅限于編譯器。工具還包括 javah、jar、pack200 等，它們都是 JDK 提供的命令行工具。這個(gè)開發(fā)包希望通過實(shí)現(xiàn)一個(gè)統(tǒng)一的接口，可以在運(yùn)行時(shí)調(diào)用這些工具。在 JDK 6 中，編譯器被給予了特別的重視。針對(duì)編譯器，JDK 設(shè)計(jì)了兩個(gè)接口，分別是 JavaCompiler 和 JavaCompiler.CompilationTask。

下面給出一個(gè)例子，展示如何在運(yùn)行時(shí)調(diào)用編譯器。

指定編譯文件名稱（該文件必須在 CLASSPATH 中可以找到）：String fullQuanlifiedFileName = "compile" + java.io.File.separator +"Target.java";
獲得編譯器對(duì)象： JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();

通過調(diào)用 ToolProvider 的 getSystemJavaCompiler 方法，JDK 提供了將當(dāng)前平臺(tái)的編譯器映射到內(nèi)存中的一個(gè)對(duì)象。這樣使用者可以在運(yùn)行時(shí)操縱編譯器。JavaCompiler 是一個(gè)接口，它繼承了 javax.tools.Tool 接口。因此，第三方實(shí)現(xiàn)的編譯器，只要符合規(guī)范就能通過統(tǒng)一的接口調(diào)用。同時(shí)，tools 開發(fā)包希望對(duì)所有的工具提供統(tǒng)一的運(yùn)行時(shí)調(diào)用接口。相信將來，ToolProvider 類將會(huì)為更多地工具提供 getSystemXXXTool 方法。tools 開發(fā)包實(shí)際為多種不同工具、不同實(shí)現(xiàn)的共存提供了框架。

編譯文件：int result = compiler.run(null, null, null, fileToCompile);

獲得編譯器對(duì)象之后，可以調(diào)用 Tool.run 方法對(duì)源文件進(jìn)行編譯。Run 方法的前三個(gè)參數(shù)，分別可以用來重定向標(biāo)準(zhǔn)輸入、標(biāo)準(zhǔn)輸出和標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤輸出，null 值表示使用默認(rèn)值。清單 1 給出了一個(gè)完整的例子：

清單 1. 程序運(yùn)行時(shí)編譯文件

01 package compile;
02 import java.util.Date;
03 public class Target {
04   public void doSomething(){
05     Date date = new Date(10, 3, 3);
         // 這個(gè)構(gòu)造函數(shù)被標(biāo)記為deprecated, 編譯時(shí)會(huì)
         // 向錯(cuò)誤輸出輸出信息。
06     System.out.println("Doing

");
07   }
08 }

09 package compile;
10 import javax.tools.*;
11 import java.io.FileOutputStream;
12 public class Compiler {
13   public static void main(String[] args) throws Exception{
14     String fullQuanlifiedFileName = "compile" + java.io.File.separator +
             "Target.java";
15     JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();

16     FileOutputStream err = new FileOutputStream("err.txt");

17     int compilationResult = compiler.run(null, null, err, fullQuanlifiedFileName);

18     if(compilationResult == 0){
19       System.out.println("Done");
20     } else {
21       System.out.println("Fail");
22     }
23   }
24 }

首先運(yùn)行 <JDK60_INSTALLATION_DIR>\bin\javac Compiler.java，然后運(yùn)行 <JDK60_INSTALLATION_DIR>\jdk1.6.0\bin\java compile.Compiler。屏幕上將輸出 Done ，并會(huì)在當(dāng)前目錄生成一個(gè) err.txt 文件，文件內(nèi)容如下：

Note: compile/Target.java uses or overrides a deprecated API.
Note: Recompile with -Xlint:deprecation for details.

仔細(xì)觀察 run 方法，可以發(fā)現(xiàn)最后一個(gè)參數(shù)是 String...arguments，是一個(gè)變長(zhǎng)的字符串?dāng)?shù)組。它的實(shí)際作用是接受傳遞給 javac 的參數(shù)。假設(shè)要編譯 Target.java 文件，并顯示編譯過程中的詳細(xì)信息。命令行為：javac Target.java -verbose。相應(yīng)的可以將 17 句改為：

int compilationResult = compiler.run(null, null, err, “-verbose”，fullQuanlifiedFileName);

編譯非文本形式的文件

JDK 6 的編譯器 API 的另外一個(gè)強(qiáng)大之處在于，它可以編譯的源文件的形式并不局限于文本文件。JavaCompiler 類依靠文件管理服務(wù)可以編譯多種形式的源文件。比如直接由內(nèi)存中的字符串構(gòu)造的文件，或者是從數(shù)據(jù)庫(kù)中取出的文件。這種服務(wù)是由 JavaFileManager 類提供的。通常的編譯過程分為以下幾個(gè)步驟：

解析 javac 的參數(shù)；
在 source path 和/或 CLASSPATH 中查找源文件或者 jar 包；
處理輸入，輸出文件；

在這個(gè)過程中，JavaFileManager 類可以起到創(chuàng)建輸出文件，讀入并緩存輸出文件的作用。由于它可以讀入并緩存輸入文件，這就使得讀入各種形式的輸入文件成為可能。JDK 提供的命令行工具，處理機(jī)制也大致相似，在未來的版本中，其它的工具處理各種形式的源文件也成為可能。為此，新的 JDK 定義了 javax.tools.FileObject 和 javax.tools.JavaFileObject 接口。任何類，只要實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口，就可以被 JavaFileManager 識(shí)別。

如果要使用 JavaFileManager，就必須構(gòu)造 CompilationTask。JDK 6 提供了 JavaCompiler.CompilationTask 類來封裝一個(gè)編譯操作。這個(gè)類可以通過：

JavaCompiler.getTask (
    Writer out,
    JavaFileManager fileManager,
    DiagnosticListener<? super JavaFileObject> diagnosticListener,
    Iterable<String> options,
    Iterable<String> classes,
    Iterable<? extends JavaFileObject> compilationUnits
)

方法得到。關(guān)于每個(gè)參數(shù)的含義，請(qǐng)參見 JDK 文檔。傳遞不同的參數(shù)，會(huì)得到不同的 CompilationTask。通過構(gòu)造這個(gè)類，一個(gè)編譯過程可以被分成多步。進(jìn)一步，CompilationTask 提供了 setProcessors(Iterable<? extends Processor>processors) 方法，用戶可以制定處理 annotation 的處理器。圖 1 展示了通過 CompilationTask 進(jìn)行編譯的過程：

圖 1. 使用 CompilationTask 進(jìn)行編譯

下面的例子通過構(gòu)造 CompilationTask 分多步編譯一組 Java 源文件。

清單 2. 構(gòu)造 CompilationTask 進(jìn)行編譯

01 package math;

02 public class Calculator {
03     public int multiply(int multiplicand, int multiplier) {
04         return multiplicand * multiplier;
05     }
06 }

07 package compile;
08 import javax.tools.*;
09 import java.io.FileOutputStream;
10 import java.util.Arrays;
11 public class Compiler {
12   public static void main(String[] args) throws Exception{
13     String fullQuanlifiedFileName = "math" + java.io.File.separator +"Calculator.java";
14     JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();
15     StandardJavaFileManager fileManager  =
           compiler.getStandardFileManager(null, null, null);

16     Iterable<? extends JavaFileObject> files =
             fileManager.getJavaFileObjectsFromStrings(
             Arrays.asList(fullQuanlifiedFileName));
17     JavaCompiler.CompilationTask task = compiler.getTask(
             null, fileManager, null, null, null, files);

18     Boolean result = task.call();
19     if( result == true ) {
20       System.out.println("Succeeded");
21     }
22   }
23 }

以上是第一步，通過構(gòu)造一個(gè) CompilationTask 編譯了一個(gè) Java 文件。14-17 行實(shí)現(xiàn)了主要邏輯。第 14 行，首先取得一個(gè)編譯器對(duì)象。由于僅僅需要編譯普通文件，因此第 15 行中通過編譯器對(duì)象取得了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)文件管理器。16 行，將需要編譯的文件構(gòu)造成了一個(gè) Iterable 對(duì)象。最后將文件管理器和 Iterable 對(duì)象傳遞給 JavaCompiler 的 getTask 方法，取得了 JavaCompiler.CompilationTask 對(duì)象。

接下來第二步，開發(fā)者希望生成 Calculator 的一個(gè)測(cè)試類，而不是手工編寫。使用 compiler API，可以將內(nèi)存中的一段字符串，編譯成一個(gè) CLASS 文件。

清單 3. 定制 JavaFileObject 對(duì)象

01 package math;
02 import java.net.URI;
03 public class StringObject extends SimpleJavaFileObject{
04     private String contents = null;
05     public StringObject(String className, String contents) throws Exception{
06         super(new URI(className), Kind.SOURCE);
07         this.contents = contents;
08     }

09     public CharSequence getCharContent(boolean ignoreEncodingErrors)
             throws IOException {
10         return contents;
11     }
12 }

SimpleJavaFileObject 是 JavaFileObject 的子類，它提供了默認(rèn)的實(shí)現(xiàn)。繼承 SimpleJavaObject 之后，只需要實(shí)現(xiàn) getCharContent 方法。如清單 3 中的 9-11 行所示。接下來，在內(nèi)存中構(gòu)造 Calculator 的測(cè)試類 CalculatorTest，并將代表該類的字符串放置到 StringObject 中，傳遞給 JavaCompiler 的 getTask 方法。清單 4 展現(xiàn)了這些步驟。

清單 4. 編譯非文本形式的源文件

01 package math;
02 import javax.tools.*;
03 import java.io.FileOutputStream;
04 import java.util.Arrays;
05 public class AdvancedCompiler {
06   public static void main(String[] args) throws Exception{

07     // Steps used to compile Calculator
08     // Steps used to compile StringObject

09     // construct CalculatorTest in memory
10     JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();
11     StandardJavaFileManager fileManager  =
           compiler.getStandardFileManager(null, null, null);
12         JavaFileObject file = constructTestor();
13         Iterable<? extends JavaFileObject> files = Arrays.asList(file);
14         JavaCompiler.CompilationTask task = compiler.getTask (
                 null, fileManager, null, null, null, files);

15         Boolean result = task.call();
16         if( result == true ) {
17           System.out.println("Succeeded");
18         }
19   }

20   private static SimpleJavaFileObject constructTestor() {
21     StringBuilder contents = new StringBuilder(
           "package math;" +
           "class CalculatorTest {\n" +
             "  public void testMultiply() {\n" +
           "    Calculator c = new Calculator();\n" +
           "    System.out.println(c.multiply(2, 4));\n" +
           "  }\n" +
           "  public static void main(String[] args) {\n" +
           "    CalculatorTest ct = new CalculatorTest();\n" +
           "    ct.testMultiply();\n" +
           "  }\n" +
           "}\n");
22      StringObject so = null;
23      try {
24        so = new StringObject("math.CalculatorTest", contents.toString());
25      } catch(Exception exception) {
26        exception.printStackTrace();
27      }
28      return so;
29    }
30 }

實(shí)現(xiàn)邏輯和清單 2 相似。不同的是在 20-30 行，程序在內(nèi)存中構(gòu)造了 CalculatorTest 類，并且通過 StringObject 的構(gòu)造函數(shù)，將內(nèi)存中的字符串，轉(zhuǎn)換成了 JavaFileObject 對(duì)象。

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采集編譯器的診斷信息

第三個(gè)新增加的功能，是收集編譯過程中的診斷信息。診斷信息，通常指錯(cuò)誤、警告或是編譯過程中的詳盡輸出。JDK 6 通過 Listener 機(jī)制，獲取這些信息。如果要注冊(cè)一個(gè) DiagnosticListener，必須使用 CompilationTask 來進(jìn)行編譯，因?yàn)?Tool 的 run 方法沒有辦法注冊(cè) Listener。步驟很簡(jiǎn)單，先構(gòu)造一個(gè) Listener，然后傳遞給 JavaFileManager 的構(gòu)造函數(shù)。清單 5 對(duì) 清單 2 進(jìn)行了改動(dòng)，展示了如何注冊(cè)一個(gè) DiagnosticListener。

清單 5. 注冊(cè)一個(gè) DiagnosticListener 收集編譯信息

01 package math;

02 public class Calculator {
03   public int multiply(int multiplicand, int multiplier) {
04     return multiplicand * multiplier
         // deliberately omit semicolon, ADiagnosticListener
         // will take effect
05   }
06 }

07 package compile;
08 import javax.tools.*;
09 import java.io.FileOutputStream;
10 import java.util.Arrays;
11 public class CompilerWithListener {
12   public static void main(String[] args) throws Exception{
13     String fullQuanlifiedFileName = "math" +
           java.io.File.separator +"Calculator.java";
14     JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();
15     StandardJavaFileManager fileManager  =
           compiler.getStandardFileManager(null, null, null);

16     Iterable<? extends JavaFileObject> files =
           fileManager.getJavaFileObjectsFromStrings(
           Arrays.asList(fullQuanlifiedFileName));
17       DiagnosticCollector<JavaFileObject> collector =
           new DiagnosticCollector<JavaFileObject>();
18       JavaCompiler.CompilationTask task =
           compiler.getTask(null, fileManager, collector, null, null, files);

19     Boolean result = task.call();
20     List<Diagnostic<? extends JavaFileObject>> diagnostics =
           collector.getDiagnostics();
21     for(Diagnostic<? extends JavaFileObject> d : diagnostics){
22         System.out.println("Line Number->" + d.getLineNumber());
23           System.out.println("Message->"+
                   d.getMessage(Locale.ENGLISH));
24           System.out.println("Source" + d.getCode());
25           System.out.println("\n");
26     }

27     if( result == true ) {
28       System.out.println("Succeeded");
29     }
30   }
31 }

在 17 行，構(gòu)造了一個(gè) DiagnosticCollector 對(duì)象，這個(gè)對(duì)象由 JDK 提供，它實(shí)現(xiàn)了 DiagnosticListener 接口。18 行將它注冊(cè)到 CompilationTask 中去。一個(gè)編譯過程可能有多個(gè)診斷信息。每一個(gè)診斷信息，被抽象為一個(gè) Diagnostic。20-26 行，將所有的診斷信息逐個(gè)輸出。編譯并運(yùn)行 Compiler，得到以下輸出：

清單 6. DiagnosticCollector 收集的編譯信息

Line Number->5
Message->math/Calculator.java:5: ';' expected
Source->compiler.err.expected

實(shí)際上，也可以由用戶自己定制。清單 7 給出了一個(gè)定制的 Listener。
清單 7. 自定義的 DiagnosticListener

01 class ADiagnosticListener implements DiagnosticListener<JavaFileObject>{
02      public void report(Diagnostic<? extends JavaFileObject> diagnostic) {
03       System.out.println("Line Number->" + diagnostic.getLineNumber());
04       System.out.println("Message->"+ diagnostic.getMessage(Locale.ENGLISH));
05       System.out.println("Source" + diagnostic.getCode());
06       System.out.println("\n");
07     }
08 }

總結(jié)

JDK 6 的編譯器新特性，使得開發(fā)者可以更自如的控制編譯的過程，這給了工具開發(fā)者更加靈活的自由度。通過 API 的調(diào)用完成編譯操作的特性，使得開發(fā)者可以更方便、高效地將編譯變?yōu)檐浖到y(tǒng)運(yùn)行時(shí)的服務(wù)。而編譯更廣泛形式的源代碼，則為整合更多的數(shù)據(jù)源及功能提供了強(qiáng)大的支持。相信隨著 JDK 的不斷完善，更多的工具將具有 API 支持，我們拭目以待。

盡管千里冰封
依然擁有晴空

你我共同品味JAVA的濃香.

posted on 2007-11-15 08:53 千里冰封閱讀(1657) 評(píng)論(0) 編輯收藏所屬分類: 轉(zhuǎn)載文章

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