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動態(tài)編譯JAVA程序

Posted on 2005-09-06 11:53 飛翔閱讀(259) 評論(0) 編輯收藏所屬分類: Java

[轉(zhuǎn)貼者注]對于很多應(yīng)用系統(tǒng)，常常需要動態(tài)裝載和執(zhí)行類和代碼片斷，這有利于部署的簡易性和系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的靈活性。本文給出了一個比較全面的介紹，值得參考。

在Sun JDK 1.2及后續(xù)版本中，包含了一組可在程序運(yùn)行時刻編譯和執(zhí)行Java代碼的API。這些API被包含在tools.jar類庫中。這個功能允許Java程序在運(yùn)行時動態(tài)編譯、執(zhí)行小的代碼塊，在有些情況下這個功能會讓Java應(yīng)用程序的架構(gòu)更加靈活、開放。

　　本文假定讀者已經(jīng)在計(jì)算機(jī)中安裝并配置好了Sun JDK 1.2或更高的版本，并對javac編譯器命令有所了解。

　　在Java程序中使用編譯器
　　假定要使用javac命令編譯 /home/mytest目錄下Test.java文件，并設(shè)定class文件存放在/home/mytest/classes路徑下，輸入下面命令：

　　javac -d /home/mytest/classes Test.java

　　達(dá)到同樣的目的，也可以使用Sun提供的一個Java編譯器的API來實(shí)現(xiàn)。它的使用也很簡單，核心代碼段如下：

　　…
　　String[] args = new String[] {“-d”， “/homemytestclasses”， “Test.java”};
　　Int status = javac.compile(args);
　　…

　　javac編譯工具被安裝在JDK根目錄的/bin目錄下，負(fù)責(zé)將源代碼編譯成運(yùn)行于JVM的字節(jié)碼。事實(shí)上，我們經(jīng)常使用/bin目錄下的javac編譯工具來編譯Java源文件。如果在Java程序中動態(tài)編譯任意制定的Java語句，使用這個外部的javac編譯器就顯得不夠靈活了。雖然有時可使用Runtime類來執(zhí)行一個外部命令，但如果想知道代碼是否被編譯通過、編譯時發(fā)生了什么錯誤，用Runtime類的exec()方法就很難實(shí)現(xiàn)了。

　　在Sun的JDK 1.2及后續(xù)版本中，JDK安裝路徑的/lib路徑下包含了一個tools.jar文件，這個類庫包含了一個完整的編譯器包。com.sun.tools.javac.Main是編譯器的主類入口，如果已經(jīng)熟悉了javac編譯器命令行的使用方法，很容易理解這個類的使用方法。方法compile(String[] p)執(zhí)行編譯動作，參數(shù)p是一個String數(shù)組，用來存放javac命令的參數(shù)選項(xiàng)，編譯后的狀態(tài)返回一個Int值，其對應(yīng)值參考如下表所示：

　　表狀態(tài)參數(shù)與對應(yīng)值

　　EXIT_OK 0

　　EXIT_ERROR 1

　　EXIT_CMDERR 2

　　EXIT_SYSERR 3

　　EXIT_ABNORMAL 4

　　

　　在程序執(zhí)行時編譯和執(zhí)行Java語句

　　從上面一段中，我們已經(jīng)基本了解了動態(tài)編譯一個Java文件的方法。那么，如何運(yùn)行時動態(tài)編譯指定的Java語句呢？這里需要一個技巧。

　　假設(shè)要動態(tài)編譯的Java條語句如下：

　　System.out.println(“Hello，This runtime code！”);

　　編譯器不支持編譯單個Java語句，被編譯的對象必須是一個以.java為后綴的、結(jié)構(gòu)合法的類源程序文件，所以需要對這個語句進(jìn)行改造，變成一個完整的類，并把這條語句置入main方法中，便于測試。

　　public class <臨時類文件名> {
　　public static void main(String[] args) throws Exception {
　　System.out.println(“Hello，This runtime code！”);
　　}
　　}

　　這樣，欲動態(tài)編譯的代碼已經(jīng)被程序動態(tài)拼裝成了上面那段代碼，準(zhǔn)備工作還沒有結(jié)束，不過看起來工作在趨向稍微的復(fù)雜化。因?yàn)樯鲜龃a當(dāng)前還存放在內(nèi)存中，編譯器似乎對一個硬盤文件更感興趣。我們需要引用java.io.File類（JDK 1.2以上），創(chuàng)建一個臨時的文件來存放上述代碼的內(nèi)容。java.io.File類的靜態(tài)方法createTempFile()方法保證所創(chuàng)建的文件名是不重復(fù)的，這樣會增大這段程序的靈活性。靈活性取決于真正應(yīng)用到系統(tǒng)架構(gòu)中的策略。

　　System.getProperty(“user.dir”)用來獲得當(dāng)前路徑，在這里作為臨時文件的存放目錄。

　　File file;
　　file = File.createTempFile(“JavaRuntime”， “.java”， new File(System.getProperty(“user.dir”)));
　　String filename = file.getName();
　　String classname = getClassName(filename);
　　//將代碼輸出到文件
　　PrintWriter out = new PrintWriter(new FileOutputStream(file));
　　out.println(“public class” + classname + “ {”};
　　out.println(“..代碼..”);
　　out.println(“}”);
　　//關(guān)閉文件流
　　out.flush();
　　out.close();

　　我們約定被創(chuàng)建的臨時文件名以“JavaRuntime”為頭綴（可任意命名），后綴名以“.java”結(jié)尾。一個待編譯的Java源文件已被動態(tài)生成。下一步要從com.sun.tools.javac包中創(chuàng)建一個Main實(shí)例，調(diào)用javac.compile()方法編譯這個臨時文件：

　　Private static com.sun.tools.javac.Main javac = new com.sun.tools.javac.Main();
　　String[] args = new String[] {“-d”， System.getProperty(“user.dir”)，filename };
　　Int status = javac.compile(args);

　　假定臨時文件通過了編譯器文法驗(yàn)證等驗(yàn)證，編譯成功（status值等于0，參看前表），在當(dāng)前程序的運(yùn)行目錄下就會多了一個Java類文件。我們將通過執(zhí)行這個Java 類文件，來模擬執(zhí)行欲動態(tài)編譯代碼的結(jié)果。

　　Java提供在運(yùn)行時刻加載類的特性，可動態(tài)識別和調(diào)用類構(gòu)造方法、類字段和類方法。java.lang.reflect.Method實(shí)現(xiàn)了Member接口，可以調(diào)用接口的方法來獲得方法類的名稱、修飾詞等。方法getRuturnType()、getParameterTypes()、getExeptionTypess()等返回被表示方法的構(gòu)造信息。Method另一個重要的特性是可以調(diào)用invoke()執(zhí)行這個方法（詳細(xì)使用方法可以查看java.lang.reflect包文檔）。下面這段代碼中創(chuàng)建一個java.lang.reflect.Method類方法，調(diào)用getMethod()方法獲得被拼裝的main方法的映射，這段代碼如下：

　　try {
　　// 訪問這個類
　　Class cls = Class.forName(classname);
　　//調(diào)用main方法
　　Method main = cls.getMethod(“main”， new Class[] { String[].class });
　　main.invoke(null， new Object[] { new String[0] });
　　}catch (SecurityException se) {
　　debug(“access to the information is denied:” + se.toString());
　　}catch (NoSuchMethodException nme) {
　　debug(“a matching method is not found or if then name is or :
　　” + nme.toString());
　　}catch (InvocationTargetException ite) {
　　debug(“Exception in main: ” + ite.getTargetException());
　　}catch (Exception e){
　　debug(e.toString());
　　}

　　運(yùn)行結(jié)果參如下：

　　Hello，This runtime code！

　　

　　示范程序

　　下面給出了一個簡單的Java程序，這個程序說明了如何利用Sun的javac編譯器完成動態(tài)編譯Java語句。運(yùn)行該程序需要計(jì)算機(jī)安裝JDK 1.2以上版本，并在classpath中或運(yùn)行時指定tools.jar文件位置。

　　程序結(jié)構(gòu)：

　　◆ compile() 編譯Java代碼，返回生成的臨時文件；

　　◆ run()運(yùn)行編譯的class文件；

　　◆ debug()輸出調(diào)試信息；

　　◆ getClassName()從一個Java源文件獲得類名；

　　◆ readLine()從控制臺讀取用戶輸入的Java Code。

　　Import java.io.File;
　　…
　　Public class RuntimeCode{
　　/**編譯器*/
　　private static com.sun.tools.javac.Main javac = new com.sun.tools.javac.Main();
　　/**等待用戶輸入JavaCode，然后編譯、執(zhí)行*/
　　public static void main(String[] args) throws Exception{
　　…
　　run(compile(code));
　　}
　　/**編譯JavaCode，返回臨時文件對象*/
　　private synchronized static File compile(String code)
　　throws IOException，Exception {
　　File file;
　　//在用戶當(dāng)前文件目錄創(chuàng)建一個臨時代碼文件
　　file = File.createTempFile(“JavaRuntime”， “.java”，
　　new File(System.getProperty(“user.dir”)));
　　//當(dāng)虛擬機(jī)退出時，刪除此臨時java源文件
　　file.deleteOnExit();
　　//獲得文件名和類名字
　　String filename = file.getName();
　　String classname = getClassName(filename);
　　//將代碼輸出到文件
　　PrintWriter out = new PrintWriter(new FileOutputStream(file));
　　out.println(“/**”);
　　…
　　//關(guān)閉文件流
　　out.flush();
　　out.close();
　　//編譯代碼文件
　　String[] args = new String[] {“-d”， System.getProperty(“user.dir”)，filename };
　　//返回編譯的狀態(tài)代碼
　　int status = javac.compile(args);
　　//處理編譯狀態(tài)
　　…
　　}
　　/**執(zhí)行剛剛編譯的類文件*/
　　private static synchronized void run(File file)
　　…
　　//當(dāng)虛擬機(jī)退出時，刪除此臨時編譯的類文件
　　new File(file.getParent()， classname + “.class”).deleteOnExit();
　　try {
　　// 訪問這個類
　　Class cls = Class.forName(classname);
　　//映射main方法
　　Method main = cls.getMethod(“main”， new Class[] { String[].class });
　　//執(zhí)行main方法
　　main.invoke(null， new Object[] { new String[0] });
　　}catch (SecurityException se) {
　　…
　　}
　　}
　　/**打印調(diào)試信息*/
　　private static void debug(String msg) {
　　System.err.println(msg);
　　}
　　/**根據(jù)一個java源文件名獲得類名*/
　　private static String getClassName(String filename){
　　return filename.substring(0，filename.length()-5);
　　}
　　/**從控制臺獲得用戶輸入的Java代碼段*/
　　…
　　}

　　編譯運(yùn)行上述代碼，在please input java code提示下輸入以下代碼：

　　for(int i=0;i<10;i++){System.out.println(“this is:”+i);}

　　運(yùn)行結(jié)果如下所示：

　　Please input java code：

　　for(int i=0;i<10;i++){System.out.println(“this is:”+i);}

　　wait....

　　--------------------

　　this is:0

　　this is:1

　　this is:2

　　this is:3

　　this is:4

　　this is:5

　　this is:6

　　this is:7

　　this is:8

　　this is:9

　　

　　總結(jié)

　　在大中型企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)平臺中，使用代碼動態(tài)編譯技術(shù)結(jié)合OO編程模型，可在系統(tǒng)不菪機(jī)條件下保證系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和伸縮性。如果你是一個Java程序員，稍加調(diào)整以上代碼，還可以幫助調(diào)試小段的Java代碼．

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