(转)动态编译JAVA程序

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．