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          深入淺出Rhino:Java與JS互操作

           2011年10月6日,一年一度的JavaOne大會隆重舉行。JavaOne2011大會的主題之一介紹針對不同Java平臺的產(chǎn)品路線圖,這其中包括移動版(ME,Micro Edition)、標(biāo)準(zhǔn)版(SE,Standard Edition)以及企業(yè)版(EE,Enterprise Edition)。

            Java SE的亮點(diǎn)之一就是Oracle詳細(xì)闡述Java SE 8路線圖。我們先來看看Java SE 8新增了哪些主要功能:

            Java SE 8 新增主要功能

            1、為提高開發(fā)人員工作效率,更好地利用多核處理器和增強(qiáng)對Java集合APIs的大容量數(shù)據(jù)處理功能,推出的Lambda表達(dá)式(“關(guān)閉”)。

            2、原始Java模塊系統(tǒng)(“項目Jigsaw”)將簡化應(yīng)用程序的構(gòu)建、包裝以及部署,讓一個完全模塊化的Java平臺能在服務(wù)器、客戶和嵌入式系統(tǒng)上進(jìn)行定制化部署。

            3、在JVM上的JavaScript改進(jìn),包括一個為JVM優(yōu)化的全新JavaScript引擎Nashorn和全面的Java / JavaScript互操作性。

            4、具有JavaFX 3.0形式的下一代Java客戶端。包括多點(diǎn)觸摸功能的現(xiàn)代設(shè)備支持。

            5、完成的HotSpot / JRockit JVM集聚項目,包括性能增強(qiáng)和第二代的Java Flight Recorder。

            其中,筆者最關(guān)心的是第三條,即JVM對JavaScript的改進(jìn)。它的核心組件是JavaScript引擎Nashorn,它實(shí)現(xiàn)了Java與JavaScript互操作性。Nashorn一詞與Rhino類似,漢語意思均為犀牛。而巧合的是,Rhino就是JavaScript引擎,它的目的就是實(shí)現(xiàn)Java與JavaScript的互操作性。那么Rhino究竟是什么呢?為什么說Nashorn是新一代JavaScript引擎?Rhino有什么特性?Rhino與Java及JavaScript有什么關(guān)系呢?本文將會為您一一解答。

            什么是Rhino?

            Rhino 是JavaScript 的一種基于Java的實(shí)現(xiàn),原先由Mozilla開發(fā),現(xiàn)在被集成進(jìn)入JDK 6.0。下面這兩行代碼恰好說明了這一點(diǎn)。

          import sun.org.mozilla.javascript.internal.Context; 
          import sun.org.mozilla.javascript.internal.Scriptable;

            Rhino漢語意思為犀牛,它的名字來源于 O'Reilly 關(guān)于 JavaScript 的書的封面,如圖一所示。

          圖一 “犀牛“的來源

            Rhino的特點(diǎn)如下:

            JavaScript 1.5的全部特性

            ◆ 允許使用腳本直接操作Java

            ◆ 提供JavaScript Shell執(zhí)行其它JavaScript腳本

            ◆ 提供JavaScript編譯器將JavaScript源程序轉(zhuǎn)換成Java類文件

            Rhino相關(guān)背景

            Rhino的歷史可追溯到1997 年。Netscape計劃開發(fā)Java版的Navigator,即Javagator。它也就是 Rhino 的前身。雖然 Javagator 未能開花結(jié)果,但是Rhino,作為Netscape 對 JavaScript 的移植語言,經(jīng)過時間考驗存活了下來。

            如今,隨著 Rhino 開放源代碼,越來越多的開發(fā)者參與了 Rhino 的開發(fā)。隨著Rhino的愈加成熟,越來越多的用戶選擇使用了Rhino。

          Rhino語言特點(diǎn)

            Java是一種面對對象的編譯型語言。它首先將源代碼編譯成二進(jìn)制字節(jié)碼(bytecode),然后依賴各種不同平臺上的虛擬機(jī)來解釋執(zhí)行字節(jié)碼,從而實(shí)現(xiàn)了“一次編譯、到處執(zhí)行”的跨平臺特性。

            JavaScript是一種動態(tài)、弱類型、基于原型的客戶端腳本語言。JavaScript 包括一個基于對象的 API,稱為文檔對象模型(Document Object Model)或 DOM,用以訪問和操作 Web 頁面的內(nèi)容,給HTML網(wǎng)頁添加動態(tài)功能。

            Rhino是一個介于Java與JavaScript之間的語言。它的基礎(chǔ)是 Java 語言,這使得它簡單易學(xué),但相比于JavaScript腳本語言來說,它又太過復(fù)雜。不過,Rhino 的主要缺點(diǎn)也正是它的強(qiáng)大之處,Rhino 是一種輕量級的、功能強(qiáng)大的腳本語言。Rhino 使用原型而不是類,這使它比很多腳本語言更適合開發(fā) GUI 應(yīng)用程序,在考慮性能和風(fēng)格等因素時更是如此。

            Rhino語言特點(diǎn)的優(yōu)缺點(diǎn)

            一方面,作為一種動態(tài)類型的、基于原型的腳本語言,Rhino借用了很多JavaScript語法。比如,Rhino不再使用語句結(jié)束符( ; ),放寬了變量聲明規(guī)則,并且極大地簡化了修改和檢索對象屬性的語法。另一方面,作為JavaScript 的Java實(shí)現(xiàn),Rhino語法非常類似于Java編程語言。比如,Rhino采用了與 Java 編程語言相似的循環(huán)和條件結(jié)構(gòu),并且遵循類似的語法模式來表示這些結(jié)構(gòu)。

            Rhino 和 Java 語言之間有一些顯著的區(qū)別。Rhino 是一種基于原型的(prototype-based)語言,而不是一種基于類的(class-based)語言。Rhino中,函數(shù)和變量的聲明中看不到類型,取而代之的是,使用 function關(guān)鍵字聲明函數(shù),使用 var關(guān)鍵字聲明局部變量。

            Rhino的原始想法是將JavaScript 編譯成Java字節(jié)碼執(zhí)行,即采用編譯執(zhí)行的方式。由于由于JVM存在垃圾收集、編譯和裝載過程的開銷過大等限制,Rhino采用了解釋執(zhí)行的方式。

            如何下載Rhino安裝包

            用戶可以從官網(wǎng)http://www.mozilla.org/rhino/ 下載Rhino,筆者下載的版本為rhino1.7R3.zip。

            其中,主要的目錄與文件的如下:

            Src:Rhino相關(guān)Jar包對應(yīng)的源代碼

            Javadoc:Rhino相關(guān)Jar包對應(yīng)的Java說明文檔

            Examples:Rhino相關(guān)示例

            build.xml:Rhino工程對應(yīng)的Ant文件

            js.jar:Rhino對應(yīng)的Jar包

            Rhino環(huán)境配置

            在使用之前,我們需要配置環(huán)境及運(yùn)行js腳本。具體如下:

            1、將下載包中的js.jar文件加入系統(tǒng)CLASSPATH中。

            2、運(yùn)行js解釋器java org.mozilla.javascript.tools.shell.Main。進(jìn)入交互模式:

          Rhino 1.7 release 3 2011 05 09
           js>

            注:第一行為js解釋器的版本號,后面跟著提示符 js>

            下面我們將利用js shell,使用JavaScript操縱Java對象。

          JavaScript操縱Java對象

            1、Rhino如何訪問Java包與類文件

            Java語法規(guī)定,任何代碼都必須以class文件的形式存在,而每個class文件必須屬于一個package,默認(rèn)為default。而JavaScript并沒有類似package的層級結(jié)構(gòu)概念,那么如何使用Rhino訪問Java類文件呢?

            Rhino定義了一個top-level變量Packages。變量Packages對應(yīng)的所有屬性均對應(yīng)Java包名。比如,我們需要訪問某一個Java的Package com.example。

          js> Packages.com.example
          [JavaPackage com.example]

            簡單起見,我們也可以去掉變量Packages,直接輸入Java包名。因此,上述Package com.example等價與com.example,如下:

          js> com.example
           [JavaPackage com.example]

            剛才演示了如何通過js shell訪問Java包,訪問Java類的方式類似。假如我們需要訪問標(biāo)準(zhǔn)的Java 文件類java.io.File,如下。

           js> java.io.File
          [JavaClass java.io.File]

            或者,為避免輸入全名,我們先導(dǎo)入包,然后輸入Class類名,如下:

          js> importPackage(java.io)
           js> File
           [JavaClass java.io.File]

            這里的importPackage(java.io),在效果上等價于Java聲明import java.io.*; 不同的是,Java會隱式import java.lang.*,而Rhino不會。因為Rhino定義的對象Boolean, Math, Number, Object, String等與Java語法完全不同,兩者無法等價。

            這里需要注意的是,Rhino對該語法的錯誤處理機(jī)制,當(dāng)被訪問的類存在時,Rhino加載該class,而當(dāng)其不存在時,則把它當(dāng)成package名稱,而并不會報錯。例如,當(dāng)訪問一個不存在的類com.example.AAA時,輸入如下。

          js> com.example.AAA
          [JavaPackage com.example.AAA]

            僅當(dāng)訪問類AAA時,Rhino才會報錯。

            2、Rhino如何與Java對象交互

            與Java類似,Rhino使用new操作符創(chuàng)建對象。

          js> new java.util.Date()
           Thu Nov 03 16:19:04 CST 2011

            可以使用JavaScript變量存儲Java對象,并調(diào)用其方法,如下:

          1. js> f = new java.io.File("sample.txt")  
          2.  sample.txt  
          3.  js> f.isDirectory()  
          4.  false

            對于static方法與變量,調(diào)用如下:

          js> java.lang.Math.PI

            3.141592653589793

          js> java.lang.Math.cos(0)

            1

            在JavaScript中,方法本身就是對象,這一點(diǎn)與Java不同。我們可以通過下列方式查看方法的重載:

          1. js> f.listFiles  
          2. function listFiles() {/*  
          3. java.io.File[] listFiles()  
          4. java.io.File[] listFiles(java.io.FilenameFilter)  
          5. java.io.File[] listFiles(java.io.FileFilter)  
          6. */}





           輸出中列出三個重載方法。第一個為無參函數(shù),第二與第三個對應(yīng)的參數(shù)分別為FilenameFilter與FileFilter。

            另一個比較有意思的特點(diǎn)是通過構(gòu)造for..in,查看對象對應(yīng)的所有方法與變量。如下:

          1. js> for (i in f) { print(i) }  
          2. exists  
          3. parentFile  
          4. mkdir  
          5. toString  
          6. wait  
          7. [44 others]

            這里列出的方法一部分來自于父類,比如wait來自父類java.lang.Object。

            對于JavaBean,Rhino也提供按名字訪問的簡單方式。比如,通過下面這種方式,我們就可以調(diào)用File對象的getName與isDirectory方法:

          1.  js> f.name  
          2.  test.txt  
          3. js> f.directory  
          4.  false

            3、Rhino如何實(shí)現(xiàn)Java接口

            JavaScript當(dāng)中,方法本身就是對象。下面我們通過JavaScript語法{propertyName: value}聲明一個JavaScript方法,并調(diào)用該方法如下:

          1.  js> obj = { run: function () { print("\nrunning"); } }  
          2.  [object Object]  
          3.  js> obj.run()  
          4.  running

            現(xiàn)在我們構(gòu)造一個JavaScript對象,實(shí)現(xiàn)Runnable接口。并將該對象作為參數(shù),構(gòu)造一個新的線程,并啟動該線程。

          1.  js> r = new java.lang.Runnable(obj);  
          2. adapter1@291aff  
          3. js> t = new java.lang.Thread(r)  
          4. Thread[Thread-0,5,main]  
          5. js> t.start()  
          6. js> 
          7. running

            最后的js>提示符與新線程的打印輸出running的先后順序是隨機(jī)的,取決于線程的調(diào)度策略。

            從后端的處理流程來講,Rhino首先為Runnable接口的實(shí)現(xiàn)類生成Java字節(jié)碼文件。然后調(diào)用JavaScript對象定義的Run方法。

            4、Rhino如何創(chuàng)建Java 數(shù)組

            Rhino使用Java的發(fā)射機(jī)制生成數(shù)組。下面是生成2個String對象的代碼:

          1. js> array = java.lang.reflect.Array.newInstance(java.lang.String, 2);  
          2. [Ljava.lang.String;@a20892  
          3. js> array[0] = "Double"  
          4. Double  
          5. js> array[1] = "Life"  
          6. Life  
          7. js> array[0] + array[1]  
          8. DoubleLife  
          9.  js>

            5、Rhino如何捕獲與處理異常

            與Java類似,Rhino使用try...catch關(guān)鍵字處理異常。

          1. js> function classForName(name) {  
          2. try {  
          3. return java.lang.Class.forName(name);  
          4. } catch (e if e.javaException instanceof java.lang.ClassNotFoundException) {  
          5. print("Class " + name + " not found");  
          6. } catch (e if e.javaException instanceof java.lang.NullPointerException) {  
          7. print("Class name is null");  
          8. }  
          9. > > > > > > > > 
          10. js> classForName("NonExistingClass");  
          11. Class NonExistingClass not found  
          12. js> classForName(null);  
          13. Class name is null





           6、Rhino如何調(diào)用js文件

            當(dāng)然,除了在命令行的方式,我們還可以使用操縱JavaScript文件。下面是一段JavaScript代碼,主要目的是判斷該數(shù)是否為質(zhì)數(shù)。代碼如下:

          1. function isPrime (num)  
          2. {  
          3. if (num <= 1) {  
          4. print("Enter an integer no less than 2.")  
          5. return false  
          6. }  
          7. var prime = true 
          8. var sqrRoot = Math.round(Math.sqrt(num))  
          9. for (var n = 2; prime & n <= sqrRoot; ++n) {  
          10. prime = (num % n != 0)  
          11. }  
          12. return prime  
          13. }

            我們保存文件為C:\isPrime.js。然后我們需要調(diào)用load方法加載該腳本。最后,我們可以調(diào)用isPrime方法來判斷是否為質(zhì)數(shù)。

          1. js> load("C:/isPrime.js")  
          2. js> isPrime(33);  
          3. false  
          4. js> isPrime(31)  
          5. true

            需要注意的是,注意:文件分隔符需要調(diào)整,是“/”而不是“\”。

            上述部分示例可以參見Rhino官方網(wǎng)站。另外examples目錄下很多例子都值得參考與學(xué)習(xí)。

            剛才使用JavaScript操縱Java對象。接下來我們看看如何使用Java程序訪問JavaScript

            Java對象操縱JavaScript

            下面是一段Java代碼,用來運(yùn)行數(shù)學(xué)表達(dá)式。代碼如下:

          1. package com.example;  
          2. import sun.org.mozilla.javascript.internal.Context;  
          3. import sun.org.mozilla.javascript.internal.Scriptable;  
          4. publicclass Test {  
          5. publicstaticvoid main(String[] args) {  
          6. Context cx = Context.enter();  
          7. try {  
          8. Scriptable scope = cx.initStandardObjects();  
          9. String str = "3/(1+2)";  
          10. Object result = cx.evaluateString(scope, str, null, 1, null);  
          11. System.out.println(str + "=" + Context.toNumber(result));  
          12. } finally {  
          13. Context.exit();  
          14. }  
          15. }  
          16. }

            運(yùn)行Java com.example.Test,輸出結(jié)果如下:

            3/(1+2)=1.0

            之所以是1.0而不是1,是因為Context.toNumber(result)返回的類型為double。另一個值得注意的是,這里import的package屬于JDK 6.0。因此,在不需要Rhino提供的js.jar,該程序仍能獨(dú)立運(yùn)行。

            雖然Rhino作為JavaScript運(yùn)行時,功能非常強(qiáng)大,但在性能上卻無法與其他的JavaScript運(yùn)行時(比如Google Chrome的V8 JavaScript Engine)相提并論。值得注意的是,JRuby專家Charles Oliver Nutter也開始參與Rhino項目中,以提升Rhino JavaScript運(yùn)行時的速度,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)與V8的競爭。而Oracle在對JVM上的JavaScript改進(jìn)與優(yōu)化,我們有理由期待,在未來,新一代JavaScript運(yùn)行時Nashorn的速度將會得到極大的提升。

          posted on 2011-11-17 16:06 順其自然EVO 閱讀(752) 評論(0)  編輯  收藏


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