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动态编译JAVA程序

类别: JAVA教程  评论数:0 总得分:0
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:

  …

  String[] args = new String[] {“-d”, “/home/mytest/classes”, “Test.java”};

  Int status = javac.compile(args);

  …

  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:

  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。

  public class <临时类文件名> {

  public static void main(String[] args) throws Exception {

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

  }

  }

  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。

  File file;

  file = File.createTempFile(“JavaRuntime”, “.java”, new File(System.getProperty(“user.dir”)));

  String filename = file.getName();

  String classname = getClassName(filename);

  //将代码输出到文件

  PrintWriter out = new PrintWriter(new FileOutputStream(file));

  out.println(“public class” + classname + “ {”};

  out.println(“..代码..”);

  out.println(“}”);

  //关闭文件流

  out.flush();

  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:

  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:

  try {

  // 访问这个类

  Class cls = Class.forName(classname);

  //调用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());

  }

  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。

  Import java.io.File;

  …

  Public class RuntimeCode{

  /**编译器*/

  private static com.sun.tools.javac.Main javac = new com.sun.tools.javac.Main();

  /**等待用户输入JavaCode,然后编译、执行*/

  public static void main(String[] args) throws Exception{

  …

  run(compile(code));

  }

  /**编译JavaCode,返回临时文件对象*/

  private synchronized static File compile(String code)

  throws IOException,Exception {

  File file;

  //在用户当前文件目录创建一个临时代码文件

  file = File.createTempFile(“JavaRuntime”, “.java”,

  new File(System.getProperty(“user.dir”)));

  //当虚拟机退出时,删除此临时java源文件

  file.deleteOnExit();

  //获得文件名和类名字

  String filename = file.getName();

  String classname = getClassName(filename);

  //将代码输出到文件

  PrintWriter out = new PrintWriter(new FileOutputStream(file));

  out.println(“/**”);

  …

  //关闭文件流

  out.flush();

  out.close();

  //编译代码文件

  String[] args = new String[] {“-d”, System.getProperty(“user.dir”),filename };

  //返回编译的状态代码

  int status = javac.compile(args);

  //处理编译状态

  …

  }

  /**执行刚刚编译的类文件*/

  private static synchronized void run(File file)

  …

  //当虚拟机退出时,删除此临时编译的类文件

  new File(file.getParent(), classname + “.class”).deleteOnExit();

  try {

  // 访问这个类

  Class cls = Class.forName(classname);

  //映射main方法

  Method main = cls.getMethod(“main”, new Class[] { String[].class });

  //执行main方法

  main.invoke(null, new Object[] { new String[0] });

  }catch (SecurityException se) {

  …

  }

  }

  /**打印调试信息*/

  private static void debug(String msg) {

  System.err.println(msg);

  }

  /**根据一个java源文件名获得类名*/

  private static String getClassName(String filename){

  return filename.substring(0,filename.length()-5);

  }

  /**从控制台获得用户输入的Java代码段*/

  …

  }

  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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