动态编译JAVA程序

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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 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。


　　动态编译JAVA程序


[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. 　　…
2.
3. 　　String[] args = new String[] {“-d”， “/homemytestclasses”， “Test.java”};
4.
5. 　　Int status = javac.compile(args);
6.
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> {
2.
3. 　　public static void main(String[] args) throws Exception {
4.
5. 　　System.out.println(“Hello，This runtime code！”);
6.
7. 　　}
8.
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;
2.
3. 　　file = File.createTempFile(“JavaRuntime”， “.java”， new File(System.getProperty(“user.dir”)));
4.
5. 　　String filename = file.getName();
6.
7. 　　String classname = getClassName(filename);
8.
9. 　　//将代码输出到文件
10.
11. 　　PrintWriter out = new PrintWriter(new FileOutputStream(file));
12.
13. 　　out.println(“public class” + classname + “ {”};
14.
15. 　　out.println(“..代码..”);
16.
17. 　　out.println(“}”);
18.
19. 　　//关闭文件流
20.
21. 　　out.flush();
22.
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();
2.
3. 　　String[] args = new String[] {“-d”， System.getProperty(“user.dir”)，filename };
4.
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 {
2.
3. 　　// 访问这个类
4.
5. 　　Class cls = Class.forName(classname);
6.
7. 　　//调用main方法
8.
9. 　　Method main = cls.getMethod(“main”， new Class[] { String[].class });
10.
11. 　　main.invoke(null， new Object[] { new String[0] });
12.
13. 　　}catch (SecurityException se) {
14.
15. 　　debug(“access to the information is denied:” + se.toString());
16.
17. 　　}catch (NoSuchMethodException nme) {
18.
19. 　　debug(“a matching method is not found or if then name is or :
20.
21. 　　” + nme.toString());
22.
23. 　　}catch (InvocationTargetException ite) {
24.
25. 　　debug(“Exception in main: ” + ite.getTargetException());
26.
27. 　　}catch (Exception e){
28.
29. 　　debug(e.toString());
30.
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;
2.
3. 　　…
4.
5. 　　Public class RuntimeCode{
6.
7. 　　/**编译器*/
8.
9. 　　private static com.sun.tools.javac.Main javac = new com.sun.tools.javac.Main();
10.
11. 　　/**等待用户输入JavaCode，然后编译、执行*/
12.
13. 　　public static void main(String[] args) throws Exception{
14.
15. 　　…
16.
17. 　　run(compile(code));
18.
19. 　　}
20.
21. 　　/**编译JavaCode，返回临时文件对象*/
22.
23. 　　private synchronized static File compile(String code)
24.
25. 　　throws IOException，Exception {
26.
27. 　　File file;
28.
29. 　　//在用户当前文件目录创建一个临时代码文件
30.
31. 　　file = File.createTempFile(“JavaRuntime”， “.java”，
32.
33. 　　new File(System.getProperty(“user.dir”)));
34.
35. 　　//当虚拟机退出时，删除此临时java源文件
36.
37. 　　file.deleteOnExit();
38.
39. 　　//获得文件名和类名字
40.
41. 　　String filename = file.getName();
42.
43. 　　String classname = getClassName(filename);
44.
45. 　　//将代码输出到文件
46.
47. 　　PrintWriter out = new PrintWriter(new FileOutputStream(file));
48.
49. 　　out.println(“/**”);
50.
51. 　　…
52.
53. 　　//关闭文件流
54.
55. 　　out.flush();
56.
57. 　　out.close();
58.
59. 　　//编译代码文件
60.
61. 　　String[] args = new String[] {“-d”， System.getProperty(“user.dir”)，filename };
62.
63. 　　//返回编译的状态代码
64.
65. 　　int status = javac.compile(args);
66.
67. 　　//处理编译状态
68.
69. 　　…
70.
71. 　　}
72.
73. 　　/**执行刚刚编译的类文件*/
74.
75. 　　private static synchronized void run(File file)
76.
77. 　　…
78.
79. 　　//当虚拟机退出时，删除此临时编译的类文件
80.
81. 　　new File(file.getParent()， classname + “.class”).deleteOnExit();
82.
83. 　　try {
84.
85. 　　// 访问这个类
86.
87. 　　Class cls = Class.forName(classname);
88.
89. 　　//映射main方法
90.
91. 　　Method main = cls.getMethod(“main”， new Class[] { String[].class });
92.
93. 　　//执行main方法
94.
95. 　　main.invoke(null， new Object[] { new String[0] });
96.
97. 　　}catch (SecurityException se) {
98.
99. 　　…
100.
101. 　　}
102.
103. 　　}
104.
105. 　　/**打印调试信息*/
106.
107. 　　private static void debug(String msg) {
108.
109. 　　System.err.println(msg);
110.
111. 　　}
112.
113. 　　/**根据一个java源文件名获得类名*/
114.
115. 　　private static String getClassName(String filename){
116.
117. 　　return filename.substring(0，filename.length()-5);
118.
119. 　　}
120.
121. 　　/**从控制台获得用户输入的Java代码段*/
122.
123. 　　…
124.
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．