自己动手编译Windows版的OpenJDK 7

来源:互联网 发布:分区删除数据恢复 编辑:程序博客网 时间:2024/03/29 23:07

    自己正在实验中,先转了,mark下~

    1.5 实战:自己编译JDK 

  想要一探JDK内部的实现机制,最便捷的路径之一就是自己编译一套JDK,通过阅读和跟踪调试JDK源码去了解Java技术体系的原理,虽然门槛会高一点,当肯定会比阅读各种文章、书籍来得更加贴近本质些。另外JDK中的很多底层方法都是Native的,需要跟踪这些方法的运作或对JDK进行Hack的时候,都需要自己编译一套JDK。 
  现在网络上有不少开源的JDK实现可以供我们选择,如Apache Harmony、OpenJDK等。考虑到Sun系列的JDK是现在使用得最广泛的JDK版本,笔者选择了OpenJDK进行这次编译实战。 


1.5.1 获取JDK源码 

  首先确定要使用的JDK版本,OpenJDK 6和OpenJDK 7都是开源的,源码都可以在它们的主页(http://openjdk.java.net/)上找到,OpenJDK 6的源码其实是从OpenJDK 7的某个基线中引出的,然后剥离掉JDK 1.7相关的代码,从而得到一份可以通过TCK 6的JDK 1.6实现,因此直接编译OpenJDK 7会更加“原汁原味”一些,其实这两个版本的编译过程差异并不大。 
  获取源码有两种方式。一是通过Mercurial代码版本管理工具从Repository中直接取得源码(Repository地址:http://hg.openjdk.java.net/jdk7/jdk7),这是最直接的方式,从版本管理中看变更轨迹比看什么Release Note都来得实在,不过坏处自然是太麻烦了一些,尤其是Mercurial远不如SVN、ClearCase或CVS之类的版本控制工具那样普及。另外一种就是直接下载官方打包好的源码包了,可以从Source Releases页面(地址:http://download.java.net/openjdk/jdk7/)取得打包好的源码,一般来说大概一个月左右会更新一次,虽然不够及时,但的确方便了许多。笔者下载的是OpenJDK 7 Early Access Source Build b121版,2010年12月9日发布的,大概81.7MB,解压出来约308MB。 


1.5.2 系统需求 

  如果可能,笔者建议尽量在Linux或Solaris上构建OpenJDK,这要比在Windows平台上轻松许多,而且网上能找到的资料绝大部分都是在Linux上编译的。如果一定要在Windows平台上编译,建议读者认真阅读一下源码中的README-builds.html文档(无论在OpenJDK网站上还是在下载的源码包里面都有这份文档),因为编译过程中需要注意的细节非常多。虽然不至于像文档上所描述的“Building the source code for the JDK requires a high level of technical expertise. Sun provides the source code primarily for technical experts who want to conduct research(编译JDK需要很高的专业技术,Sun提供JDK源码是为了技术专家进行研究之用)”那么夸张,但是如果读者是第一次编译,那在上面耗费一整天乃至更多的时间都很正常。 
  笔者在本次实战中演示的是在32位Windows 7平台下编译x86版的OpenJDK(也就是32位的JDK),如果需要编译x64版,那毫无疑问也需要一个64位的操作系统。另外编译涉及的所有文件都必须存放在NTFS格式的文件系统中,因为FAT32格式无法支持大小写敏感的文件名。在官方文档上写到:编译至少需要512MB的内存和600MB的磁盘空间。如果读者耐心很好的话,512MB的内存基本上也可以凑合使用,不过600MB的磁盘空间仅仅是指存放OpenJDK源码和相关依赖项的空间,要完成编译,600MB肯定是无论如何都不够的,这次实战中所下载的工具、依赖项、源码,全部安装、解压完成最少(最少是指只下载C++编译器,不下载VS的IDE)需要超过1GB的空间。 
  对系统的最后一点要求就是所有的文件,包括源码和依赖项目,都不要放在包含中文或空格的目录里面,这样做不是一定不可以,只是这样会为后续建立CYGWIN环境带来很多额外的工作,这是由于Linux和Windows的磁盘路径差别所导致的,我们也没有必要自己给自己找麻烦。 


1.5.3 构建编译环境 

  准备编译环境的第一步是去安装一个CYGWIN 。这是一个在Windows平台下模拟Linux运行环境的软件,提供了一系列的Linux命令支持。需要CYGWIN的原因是在编译中要使用GNU Make来执行Makefile文件(C/C++程序员肯定很熟悉,如果只使用Java,那把这个东西当做C++版本的ANT看待就可以了)。安装CYGWIN时不能直接默认安装,因为表1-2中所示的工具都不会进行默认安装,但又是编译过程中需要的,因此要在图1-6的安装界面中进行手工选择。 

  表1-2 需要手工选择安装的CYGWIN工具 
文件名分类描述ar.exeDevelbinutilsThe GNU assembler, linker and binary utilitiesmake.exeDevelmakeThe GNU version of the 'make' utility built for CYGWIN.m4.exeInterpretersm4GNU implementation of the traditional Unix macro processorcpio.exeUtilscpioA program to manage archives of filesgawk.exeUtilsawkPattern-directed scanning and processing languagefile.exeUtilsfileDetermines file type using 'magic' numberszip.exeArchivezipPackage and compress (archive) filesunzip.exeArchiveunzipExtract compressed files in a ZIP archivefree.exeSystemprocpsDisplay amount of free and used memory in the system
  CYGWIN安装时的定制包选择界面如图1-6所示: 

 
图1-6 CYGWIN安装界面
  建立编译环境的第二步是安装编译器。JDK中最核心的代码(Java虚拟机及JDK中Native方法的实现等)是使用C++语言及少量的C语言编写的,官方文档中说他们的内部开发环境是在Microsoft Visual Studio C++ 2003(VS2003)中进行编译,同时也在Microsoft Visual Studio C++ 2010(VS2010)中测试过,所以最好只选择这两个编译器之一进行编译。如果选择VS2010,那么在编译器之中已经包含了Windows SDK v 7.0a,否则可能还要自己去下载这个SDK,并且更新PlatformSDK目录。由于笔者没有购买Visual Studio 2010的IDE,所以仅仅下载了VS2010 Express中提取出来的C++编译器,这部分是免费的,但单独安装好编译器比较麻烦。建议读者选择使用整套Visual Studio C++ 2010或Visual Studio C++ 2010 Express版进行编译。 
  需要特别注意的一点:CYGWIN和VS2010安装之后都会在操作系统的PATH环境变量中写入自己的bin目录路径,必须检查并保证VS2010的bin目录一定要在CYGWIN的bin目录之前,因为这两个软件的bin目录之中各自都有个连接器“link.exe”,但是只有VS2010中的连接器可以完成OpenJDK的编译。 
  准备JDK编译环境的第三步就是下载一个已经编译好了的JDK。这听起来也许有点滑稽——要用鸡蛋孵小鸡还真得必须先养一只母鸡呀?但仔细想想其实这个步骤很合理:因为JDK包含的各个部分(Hotspot、JDK API、JAXWS、JAXP……)有的是使用C++编写的,而更多的代码则是使用Java自身实现的,因此编译这些Java代码需要用到一个可用的JDK,官方称这个JDK为“Bootstrap JDK”。而编译OpenJDK 7的话,Bootstrap JDK必须使用JDK6 Update 14或之后的版本,笔者选用的是JDK6 Update 21。 
  最后一个步骤是下载一个Apache ANT,JDK中Java代码部分都是使用ANT脚本进行编译的,ANT版本要求在1.6.5以上,这部分是Java的基础知识,对本书的读者来说应该没有难度,笔者就不再详述。 


1.5.4 准备依赖项 

  前面说过,OpenJDK中开放的源码并没有达到100%,还有极少量的无法开源的产权代码存在。OpenJDK承诺日后将逐步使用开源实现来替换掉这部分产权代码,但至少在今天,编译JDK还需要这部分闭源包,官方称之为“JDK Plug”(注1) ,它们从前面的Source Releases页面就可以下载到。在Windows平台的JDK Plug是以Jar包的形式提供的,通过下面这条命令可以安装它: 
Console代码  收藏代码
  1. java –jar jdk-7-ea-plug-b121-windows-i586-09_dec_2010.jar  
  运行后将会显示如图1-7的协议,点击ACCEPT接受协议,然后把Plug安装到指定目录即可。安装完毕后建立一个环境变量“ALT_BINARY_PLUGS_PATH”,变量值为此JDK Plug的安装路径,后面编译程序时需要用到它。 

 
图1-7 JDK Plug安装协议

  除了要用到JDK Plug外,编译时还需要引用JDK的运行时包,这个是编译JDK中用Java代码编写的那部分所需要的,如果仅仅是想编译一个HotSpot虚拟机的话则可以不用。官方文档把这部分称之为“Optional Import JDK”,可以直接使用前面Bootstrap JDK的运行时包,我们需要建立一个名为“ALT_JDK_IMPORT_PATH”的环境变量指向JDK的安装目录。 
  第三步是安装一个大于2.3版的FreeType ,这是一个免费的字体渲染库,JDK的Swing部分和JConsole这类工具要使用到它。安装好后建立两个环境变量“ALT_FREETYPE_LIB_PATH”和“ALT_FREETYPE_HEADERS_PATH”,分别指向FreeType安装目录下的bin目录和include目录。另外还有一点官方文档没有提到但必须要做的事情是把FreeType的bin目录加入到PATH环境变量中。 
  第四步是下载Microsoft DirectX 9.0 SDK(Summer 2004),安装后大约有298MB,在微软官方网站上搜索一下就可以找到下载地址,它是免费的。安装后建立环境变量“ALT_DXSDK_PATH”指向DirectX 9.0 SDK的安装目录。 
  第五步是去寻找一个名为“MSVCR100.DLL”的动态链接库,如果读者在前面安装了全套的Visual Studio 2010,那这个文件在本机就能找到,否则上网搜索一下也能找到单独的下载地址,大概有744KB。建立环境变量“ALT_MSVCRNN_DLL_PATH”指向这个文件所在的目录。如果读者选择的是VS2003,这个文件名应当为“MSVCR73.DLL”,应该在很多软件中都包含有这个文件,如果找不到的话,前面下载的“Bootstrap JDK”的bin目录中应该也有一个,直接拿来用吧。 


1.5.5 进行编译 

  现在需要下载的编译环境和依赖项目都准备齐全了,最后我们还需要对系统做一些设置以便编译能够顺利通过。 
  首先执行VS2010中的VCVARS32.BAT,这个批处理文件的目的主要是设置INCLUDE、LIB、和PATH这几个环境变量,如果和笔者一样只是下载了编译器的话则需要手工设置它们,各个环境变量的设置值可以参考下面给出的代码清单1-1中的内容。批处理运行完之后建立“ALT_COMPILER_PATH”环境变量让Makefile知道在哪里可以找到编译器。 
  再建立“ALT_BOOTDIR”和“ALT_JDK_IMPORT_PATH”两个环境变量指向前面提到的JDK 1.6的安装目录。建立“ANT_HOME”指向Apache ANT的安装目录。建立的环境变量很多,为了避免遗漏,笔者写了一个批处理文件以供读者参考,如代码清单1-1所示。 

  代码清单1-1 环境变量设置 
Bat代码  收藏代码
  1. SET ALT_BOOTDIR=D:/_DevSpace/JDK 1.6.0_21  
  2. SET ALT_BINARY_PLUGS_PATH=D:/jdkBuild/jdk7plug/openjdk-binary-plugs  
  3. SET ALT_JDK_IMPORT_PATH=D:/_DevSpace/JDK 1.6.0_21  
  4. SET ANT_HOME=D:/jdkBuild/apache-ant-1.7.0  
  5. SET ALT_MSVCRNN_DLL_PATH=D:/jdkBuild/msvcr100  
  6. SET ALT_DXSDK_PATH=D:/jdkBuild/msdxsdk  
  7. SET ALT_COMPILER_PATH=D:/jdkBuild/vcpp2010.x86/bin  
  8. SET ALT_FREETYPE_HEADERS_PATH=D:/jdkBuild/freetype-2.3.5-1-bin/include  
  9. SET ALT_FREETYPE_LIB_PATH=D:/jdkBuild/freetype-2.3.5-1-bin/bin  
  10.   
  11. SET INCLUDE=D:/jdkBuild/vcpp2010.x86/include;D:/jdkBuild/vcpp2010.x86/sdk/Include;%INCLUDE%  
  12. SET LIB=D:/jdkBuild/vcpp2010.x86/lib;D:/jdkBuild/vcpp2010.x86/sdk/Lib;%LIB%  
  13. SET LIBPATH=D:/jdkBuild/vcpp2010.x86/lib;%LIB%  
  14. SET PATH=D:/jdkBuild/vcpp2010.x86/bin;D:/jdkBuild/vcpp2010.x86/dll/x86;D:/Software/OpenSource/cygwin/bin;%ALT_FREETYPE_LIB_PATH%;%PATH%  

  最后还需要再进行两项调整,官方文档没有说明这两项,但是必须要做完才能保证编译过程的顺利通过:一是取消环境变量JAVA_HOME,这点很简单;另外一项是尽量在英文的操作系统上编译,估计大部分读者会感到比较为难吧。如果不能在英文的系统上编译就把系统的文字格式调整为“英语(美国)”,在控制面板-区域和语言选项的第一个页签中可以设置。如果这个设置还不能更改就建立一个“BUILD_CORBA”的环境变量,将值设置为false,取消编译CORBA部分。否则Java IDL(idlj.exe)为*.idl文件生成CORBA适配器代码的时候会产生中文注释,而这些中文注释会因为字符集的问题而导致编译失败。 
  完成了上述繁琐的准备工作之后,我们终于可以开始编译了。进入控制台(Cmd.exe)后运行刚才准备好的设置环境变量的批处理文件,然后输入bash进入Bourne Again Shell环境(习惯sh或ksh的读者请自便)。如果JDK的安装源码中存在“jdk_generic_profile.sh”这个Shell脚本,先执行它,笔者下载的OpenJDK 7 B121版没有这个文件了,所以直接输入make sanity来检查我们前面所做的设置是否全部正确。如果一切顺利几秒钟之后会有类似代码清单1-2所示的输出。 

  代码清单1-2 make sanity检查 
Console代码  收藏代码
  1. D:\jdkBuild\openjdk7>bash  
  2. bash-3.2$ make sanity  
  3. cygwin warning:  
  4.   MS-DOS style path detected: C:/Windows/system32/wscript.exe  
  5.   Preferred POSIX equivalent is: /cygdrive/c/Windows/system32/wscript.exe  
  6.   CYGWIN environment variable option "nodosfilewarning" turns off this warning.  
  7.   Consult the user's guide for more details about POSIX paths:  
  8.     http://cygwin.com/cygwin-ug-net/using.html#using-pathnames  
  9. ( cd  ./jdk/make && \  
  10.   
  11. ……因篇幅关系,中间省略了大量的输出内容……  
  12.   
  13. OpenJDK-specific settings:  
  14.   FREETYPE_HEADERS_PATH = D:/jdkBuild/freetype-2.3.5-1-bin/include  
  15.     ALT_FREETYPE_HEADERS_PATH = D:/jdkBuild/freetype-2.3.5-1-bin/include  
  16.   FREETYPE_LIB_PATH = D:/jdkBuild/freetype-2.3.5-1-bin/bin  
  17.     ALT_FREETYPE_LIB_PATH = D:/jdkBuild/freetype-2.3.5-1-bin/bin  
  18.   
  19. OPENJDK Import Binary Plug Settings:  
  20.   IMPORT_BINARY_PLUGS = true  
  21.   BINARY_PLUGS_JARFILE = D:/jdkBuild/jdk7plug/openjdk-binary-plugs/jre/lib/rt-closed.jar  
  22.     ALT_BINARY_PLUGS_JARFILE =  
  23.   BINARY_PLUGS_PATH = D:/jdkBuild/jdk7plug/openjdk-binary-plugs  
  24.     ALT_BINARY_PLUGS_PATH = D:/jdkBuild/jdk7plug/openjdk-binary-plugs  
  25.   BUILD_BINARY_PLUGS_PATH = J:/re/jdk/1.7.0/promoted/latest/openjdk/binaryplugs  
  26.     ALT_BUILD_BINARY_PLUGS_PATH =  
  27.   PLUG_LIBRARY_NAMES =  
  28.   
  29. Previous JDK Settings:  
  30.   PREVIOUS_RELEASE_PATH = USING-PREVIOUS_RELEASE_IMAGE  
  31.     ALT_PREVIOUS_RELEASE_PATH =  
  32.   PREVIOUS_JDK_VERSION = 1.6.0  
  33.     ALT_PREVIOUS_JDK_VERSION =  
  34.   PREVIOUS_JDK_FILE =  
  35.     ALT_PREVIOUS_JDK_FILE =  
  36.   PREVIOUS_JRE_FILE =  
  37.     ALT_PREVIOUS_JRE_FILE =  
  38.   PREVIOUS_RELEASE_IMAGE = D:/_DevSpace/JDK 1.6.0_21  
  39.     ALT_PREVIOUS_RELEASE_IMAGE =  
  40. Sanity check passed.  

  Makefile的Sanity检查过程输出了编译所需的所有环境变量,如果看到“Sanity check passed.”说明检查过程通过了,可以输入“make”执行整个Makefile,然后就去喝个下午茶再回来了,笔者Core i5 / 4GB RAM的机器编译整个JDK大概需要半个小时多点。如果失败则需要根据系统输出的失败原因,回头再检查一下对应的设置。并且最好在下一次编译之前先执行“make clean”来清理掉上次编译遗留的文件。 
  编译完成之后,打开OpenJDK源码下的build目录,看看是不是已经有一个编译好的JDK在那里等着了?执行一下“java -version”,看到以自己机器命名的JDK了吧,很有成就感吧? 

【注1】:在2011年,JDK plug已经不再需要了,但在笔者写本次实战时使用的2010年12月9日发布的OpenJDK b121版还是需要这些JDK plug。 

转自:http://www.iteye.com/topic/1097344

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