動態編譯JAVA程式

這段說明很有用，動態的編譯是件非常好的想法，我這裡引用收藏一下：）
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[轉貼者注]對於很多應用系統，常常需要動態裝載和執行類和程式碼片斷，這有利於部署的簡易性和系統設計上的靈活性。本文給出了一個比較全面的介紹，值得參考。

在Sun JDK 1.2及後續版本中，包含了一組可在程式執行時刻編譯和執行Java程式碼的API。這些API被包含在tools.jar類庫中。這個功能允許Java程式在執行時動態編譯、執行小的程式碼塊，在有些情況下這個功能會讓Java應用程式的架構更加靈活、開放。

　　本文假定讀者已經在計算機中安裝並配置好了Sun JDK 1.2或更高的版本，並對javac編譯器命令有所瞭解。

　　在Java程式中使用編譯器
　　假定要使用javac命令編譯 /home/mytest目錄下Test.java檔案，並設定class檔案存放在/home/mytest/classes路徑下，輸入下面命令：

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

　　達到同樣的目的，也可以使用Sun提供的一個Java編譯器的API來實現。它的使用也很簡單，核心程式碼段如下：



　　…

　　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，負責將原始碼編譯成執行於JVM的位元組碼。事實上，我們經常使用/bin目錄下的javac編譯工具來編譯Java原始檔。如果在Java程式中動態編譯任意制定的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類來執行一個外部命令，但如果想知道程式碼是否被編譯透過、編譯時發生了什麼錯誤，用Runtime類的exec()方法就很難實現了。

　　在Sun的JDK 1.2及後續版本中，JDK安裝路徑的/lib路徑下包含了一個tools.jar檔案，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，如果已經熟悉了javac編譯器命令列的使用方法，很容易理解這個類的使用方法。方法compile(String[] p)執行編譯動作，引數p是一個String陣列，用來存放javac命令的引數選項，編譯後的狀態返回一個Int值，其對應值參考如下表所示：

　　表 狀態引數與對應值

　　EXIT_OK 0

　　EXIT_ERROR 1

　　EXIT_CMDERR 2

　　EXIT_SYSERR 3

　　EXIT_ABNORMAL 4

　　

　　在程式執行時編譯和執行Java語句

　　從上面一段中，我們已經基本瞭解了動態編譯一個Java檔案的方法。那麼，如何執行時動態編譯指定的Java語句呢？這裡需要一個技巧。

　　假設要動態編譯的Java條語句如下：



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


　　編譯器不支援編譯單個Java語句，被編譯的物件必須是一個以.java為字尾的、結構合法的類源程式檔案，所以需要對這個語句進行改造，變成一個完整的類，並把這條語句置入main方法中，便於測試。



　　public class {

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

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

　　}

　　}


　　這樣，欲動態編譯的程式碼已經被程式動態拼裝成了上面那段程式碼，準備工作還沒有結束，不過看起來工作在趨向稍微的複雜化。因為上述程式碼當前還存放在記憶體中，編譯器似乎對一個硬碟檔案更感興趣。我們需要引用java.io.File類（JDK 1.2以上），建立一個臨時的檔案來存放上述程式碼的內容。java.io.File類的靜態方法createTempFile()方法保證所建立的檔名是不重複的，這樣會增大這段程式的靈活性。靈活性取決於真正應用到系統架構中的策略。

　　System.getProperty(“user.dir”)用來獲得當前路徑，在這裡作為臨時檔案的存放目錄。



　　File file;

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

　　String filename = file.getName();

　　String classname = getClassName(filename);

　　//將程式碼輸出到檔案

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

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

　　out.println(“..程式碼..”);

　　out.println(“}”);

　　//關閉檔案流

　　out.flush();

　　out.close();

　　我們約定被建立的臨時檔名以“JavaRuntime”為頭綴（可任意命名），字尾名以“.java”結尾。一個待編譯的Java原始檔已被動態生成。下一步要從com.sun.tools.javac包中建立一個Main例項，呼叫javac.compile()方法編譯這個臨時檔案：



　　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);


　　假定臨時檔案透過了編譯器文法驗證等驗證，編譯成功（status值等於0，參看前表），在當前程式的執行目錄下就會多了一個Java類檔案。我們將透過執行這個Java 類檔案，來模擬執行欲動態編譯程式碼的結果。

　　Java提供在執行時刻載入類的特性，可動態識別和呼叫類構造方法、類欄位和類方法。java.lang.reflect.Method實現了Member介面，可以呼叫介面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造資訊。Method另一個重要的特性是可以呼叫invoke()執行這個方法（詳細使用方法可以檢視java.lang.reflect包文件）。下面這段程式碼中建立一個java.lang.reflect.Method類方法，呼叫getMethod()方法獲得被拼裝的main方法的對映，這段程式碼如下：



　　try {

　　// 訪問這個類

　　Class cls = Class.forName(classname);

　　//呼叫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());

　　}

　　執行結果參如下：

　　Hello，This runtime code！

　　

　　示範程式

　　下面給出了一個簡單的Java程式，這個程式說明了如何利用Sun的javac編譯器完成動態編譯Java語句。執行該程式需要計算機安裝JDK 1.2以上版本，並在classpath中或執行時指定tools.jar檔案位置。

　　程式結構：

　　◆ compile() 編譯Java程式碼，返回生成的臨時檔案；

　　◆ run()執行編譯的class檔案；

　　◆ debug()輸出除錯資訊；

　　◆ getClassName()從一個Java原始檔獲得類名；

　　◆ readLine()從控制檯讀取使用者輸入的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();

　　/**等待使用者輸入JavaCode，然後編譯、執行*/

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

　　…

　　run(compile(code));

　　}

　　/**編譯JavaCode，返回臨時檔案物件*/

　　private synchronized static File compile(String code)

　　throws IOException，Exception {

　　File file;

　　//在使用者當前檔案目錄建立一個臨時程式碼檔案

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

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

　　//當虛擬機器退出時，刪除此臨時java原始檔

　　file.deleteOnExit();

　　//獲得檔名和類名字

　　String filename = file.getName();

　　String classname = getClassName(filename);

　　//將程式碼輸出到檔案

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

　　out.println(“/**”);

　　…

　　//關閉檔案流

　　out.flush();

　　out.close();

　　//編譯程式碼檔案

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

　　//返回編譯的狀態程式碼

　　int status = javac.compile(args);

　　//處理編譯狀態

　　…

　　}

　　/**執行剛剛編譯的類檔案*/

　　private static synchronized void run(File file)

　　…

　　//當虛擬機器退出時，刪除此臨時編譯的類檔案

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

　　try {

　　// 訪問這個類

　　Class cls = Class.forName(classname);

　　//對映main方法

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

　　//執行main方法

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

　　}catch (SecurityException se) {

　　…

　　}

　　}

　　/**列印除錯資訊*/

　　private static void debug(String msg) {

　　System.err.println(msg);

　　}

　　/**根據一個java原始檔名獲得類名*/

　　private static String getClassName(String filename){

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

　　}

　　/**從控制檯獲得使用者輸入的Java程式碼段*/

　　…

　　}

　　編譯執行上述程式碼，在please input java code提示下輸入以下程式碼：

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

　　執行結果如下所示：

　　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

　　在大中型企業應用系統平臺中，使用程式碼動態編譯技術結合OO程式設計模型，可在系統不菪機條件下保證系統的可擴充套件性和伸縮性。如果你是一個Java程式設計師，稍加調整以上程式碼，還可以幫助除錯小段的Java程式碼．

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