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动态编译JAVA程序

Posted on 2005-09-06 11:53 飞翔 阅读(250) 评论(0)  编辑  收藏 所属分类: Java

[转贴者注]对于很多应用系统，常常需要动态装载和执行类和代码片断，这有利于部署的简易性和系统设计上的灵活性。本文给出了一个比较全面的介绍，值得参考。

    在Sun JDK 1.2及后续版本中，包含了一组可在程序运行时刻编译和执行Java代码的API。这些API被包含在tools.jar类库中。这个功能允许Java程序在运行时动态编译、执行小的代码块，在有些情况下这个功能会让Java应用程序的架构更加灵活、开放。 

　　本文假定读者已经在计算机中安装并配置好了Sun JDK 1.2或更高的版本，并对javac编译器命令有所了解。 

　　在Java程序中使用编译器 
　　假定要使用javac命令编译 /home/mytest目录下Test.java文件，并设定class文件存放在/home/mytest/classes路径下，输入下面命令： 

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

　　达到同样的目的，也可以使用Sun提供的一个Java编译器的API来实现。它的使用也很简单，核心代码段如下： 

  1. 　　… 
  3. 　　String[] args = new String[] {“-d”， “/homemytestclasses”， “Test.java”}; 
  5. 　　Int status = javac.compile(args); 
  7. 　　… 



　　javac编译工具被安装在JDK根目录的/bin目录下，负责将源代码编译成运行于JVM的字节码。事实上，我们经常使用/bin目录下的javac编译工具来编译Java源文件。如果在Java程序中动态编译任意制定的Java语句，使用这个外部的javac编译器就显得不够灵活了。虽然有时可使用Runtime类来执行一个外部命令，但如果想知道代码是否被编译通过、编译时发生了什么错误，用Runtime类的exec()方法就很难实现了。 

　　在Sun的JDK 1.2及后续版本中，JDK安装路径的/lib路径下包含了一个tools.jar文件，这个类库包含了一个完整的编译器包。com.sun.tools.javac.Main是编译器的主类入口，如果已经熟悉了javac编译器命令行的使用方法，很容易理解这个类的使用方法。方法compile(String[] p)执行编译动作，参数p是一个String数组，用来存放javac命令的参数选项，编译后的状态返回一个Int值，其对应值参考如下表所示： 

　　表 状态参数与对应值 

　　EXIT_OK 0 

　　EXIT_ERROR 1 

　　EXIT_CMDERR 2 

　　EXIT_SYSERR 3 

　　EXIT_ABNORMAL 4 

　　 

　　在程序执行时编译和执行Java语句 

　　从上面一段中，我们已经基本了解了动态编译一个Java文件的方法。那么，如何运行时动态编译指定的Java语句呢？这里需要一个技巧。 

　　假设要动态编译的Java条语句如下： 

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



　　编译器不支持编译单个Java语句，被编译的对象必须是一个以.java为后缀的、结构合法的类源程序文件，所以需要对这个语句进行改造，变成一个完整的类，并把这条语句置入main方法中，便于测试。 

  1. 　　public class <临时类文件名> { 
  3. 　　public static void main(String[] args) throws Exception { 
  5. 　　System.out.println(“Hello，This runtime code！”); 
  7. 　　} 
  9. 　　} 



　　这样，欲动态编译的代码已经被程序动态拼装成了上面那段代码，准备工作还没有结束，不过看起来工作在趋向稍微的复杂化。因为上述代码当前还存放在内存中，编译器似乎对一个硬盘文件更感兴趣。我们需要引用java.io.File类（JDK 1.2以上），创建一个临时的文件来存放上述代码的内容。java.io.File类的静态方法createTempFile()方法保证所创建的文件名是不重复的，这样会增大这段程序的灵活性。灵活性取决于真正应用到系统架构中的策略。 

　　System.getProperty(“user.dir”)用来获得当前路径，在这里作为临时文件的存放目录。 

  1. 　　File file; 
  3. 　　file = File.createTempFile(“JavaRuntime”， “.java”， new File(System.getProperty(“user.dir”))); 
  5. 　　String filename = file.getName(); 
  7. 　　String classname = getClassName(filename); 
  9. 　　//将代码输出到文件 
  11. 　　PrintWriter out = new PrintWriter(new FileOutputStream(file)); 
  13. 　　out.println(“public class” + classname + “ {”}; 
  15. 　　out.println(“..代码..”); 
  17. 　　out.println(“}”); 
  19. 　　//关闭文件流 
  21. 　　out.flush(); 
  23. 　　out.close(); 


　　我们约定被创建的临时文件名以“JavaRuntime”为头缀（可任意命名），后缀名以“.java”结尾。一个待编译的Java源文件已被动态生成。下一步要从com.sun.tools.javac包中创建一个Main实例，调用javac.compile()方法编译这个临时文件： 

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



　　假定临时文件通过了编译器文法验证等验证，编译成功（status值等于0，参看前表），在当前程序的运行目录下就会多了一个Java类文件。我们将通过执行这个Java 类文件，来模拟执行欲动态编译代码的结果。 

　　Java提供在运行时刻加载类的特性，可动态识别和调用类构造方法、类字段和类方法。java.lang.reflect.Method实现了Member接口，可以调用接口的方法来获得方法类的名称、修饰词等。方法getRuturnType()、getParameterTypes()、getExeptionTypess()等返回被表示方法的构造信息。Method另一个重要的特性是可以调用invoke()执行这个方法（详细使用方法可以查看java.lang.reflect包文档）。下面这段代码中创建一个java.lang.reflect.Method类方法，调用getMethod()方法获得被拼装的main方法的映射，这段代码如下： 

  1. 　　try { 
  3. 　　// 访问这个类 
  5. 　　Class cls = Class.forName(classname); 
  7. 　　//调用main方法 
  9. 　　Method main = cls.getMethod(“main”， new Class[] { String[].class }); 
  11. 　　main.invoke(null， new Object[] { new String[0] }); 
  13. 　　}catch (SecurityException se) { 
  15. 　　debug(“access to the information is denied:” + se.toString()); 
  17. 　　}catch (NoSuchMethodException nme) { 
  19. 　　debug(“a matching method is not found or if then name is or : 
  21. 　　” + nme.toString()); 
  23. 　　}catch (InvocationTargetException ite) { 
  25. 　　debug(“Exception in main: ” + ite.getTargetException()); 
  27. 　　}catch (Exception e){ 
  29. 　　debug(e.toString()); 
  31. 　　} 


　　运行结果参如下： 

　　Hello，This runtime code！ 

　　 

　　示范程序 

　　下面给出了一个简单的Java程序，这个程序说明了如何利用Sun的javac编译器完成动态编译Java语句。运行该程序需要计算机安装JDK 1.2以上版本，并在classpath中或运行时指定tools.jar文件位置。 

　　程序结构： 

　　◆ compile() 编译Java代码，返回生成的临时文件； 

　　◆ run()运行编译的class文件； 

　　◆ debug()输出调试信息； 

　　◆ getClassName()从一个Java源文件获得类名； 

　　◆ readLine()从控制台读取用户输入的Java Code。 

  1. 　　Import java.io.File; 
  3. 　　… 
  5. 　　Public class RuntimeCode{ 
  7. 　　/**编译器*/ 
  9. 　　private static com.sun.tools.javac.Main javac = new com.sun.tools.javac.Main(); 
  11. 　　/**等待用户输入JavaCode，然后编译、执行*/ 
  13. 　　public static void main(String[] args) throws Exception{ 
  15. 　　… 
  17. 　　run(compile(code)); 
  19. 　　} 
  21. 　　/**编译JavaCode，返回临时文件对象*/ 
  23. 　　private synchronized static File compile(String code) 
  25. 　　throws IOException，Exception { 
  27. 　　File file; 
  29. 　　//在用户当前文件目录创建一个临时代码文件 
  31. 　　file = File.createTempFile(“JavaRuntime”， “.java”， 
  33. 　　new File(System.getProperty(“user.dir”))); 
  35. 　　//当虚拟机退出时，删除此临时java源文件 
  37. 　　file.deleteOnExit(); 
  39. 　　//获得文件名和类名字 
  41. 　　String filename = file.getName(); 
  43. 　　String classname = getClassName(filename); 
  45. 　　//将代码输出到文件 
  47. 　　PrintWriter out = new PrintWriter(new FileOutputStream(file)); 
  49. 　　out.println(“/**”); 
  51. 　　… 
  53. 　　//关闭文件流 
  55. 　　out.flush(); 
  57. 　　out.close(); 
  59. 　　//编译代码文件 
  61. 　　String[] args = new String[] {“-d”， System.getProperty(“user.dir”)，filename }; 
  63. 　　//返回编译的状态代码 
  65. 　　int status = javac.compile(args); 
  67. 　　//处理编译状态 
  69. 　　… 
  71. 　　} 
  73. 　　/**执行刚刚编译的类文件*/ 
  75. 　　private static synchronized void run(File file) 
  77. 　　… 
  79. 　　//当虚拟机退出时，删除此临时编译的类文件 
  81. 　　new File(file.getParent()， classname + “.class”).deleteOnExit(); 
  83. 　　try { 
  85. 　　// 访问这个类 
  87. 　　Class cls = Class.forName(classname); 
  89. 　　//映射main方法 
  91. 　　Method main = cls.getMethod(“main”， new Class[] { String[].class }); 
  93. 　　//执行main方法 
  95. 　　main.invoke(null， new Object[] { new String[0] }); 
  97. 　　}catch (SecurityException se) { 
  99. 　　… 
  101. 　　} 
  103. 　　} 
  105. 　　/**打印调试信息*/ 
  107. 　　private static void debug(String msg) { 
  109. 　　System.err.println(msg); 
  111. 　　} 
  113. 　　/**根据一个java源文件名获得类名*/ 
  115. 　　private static String getClassName(String filename){ 
  117. 　　return filename.substring(0，filename.length()-5); 
  119. 　　} 
  121. 　　/**从控制台获得用户输入的Java代码段*/ 
  123. 　　… 
  125. 　　} 


　　编译运行上述代码，在please input java code提示下输入以下代码： 

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

　　运行结果如下所示： 

　　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 

　　 

　　总结 

　　在大中型企业应用系统平台中，使用代码动态编译技术结合OO编程模型，可在系统不菪机条件下保证系统的可扩展性和伸缩性。如果你是一个Java程序员，稍加调整以上代码，还可以帮助调试小段的Java代码． 


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