动态编译JAVA程序(com.sun.tool.javac)

在SunJDK1.2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SunJDK1.2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/classesTest.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. 　　…
3. 　　String[]args=newString[]{“-d”，“/homemytestclasses”，“Test.java”};
5. 　　Intstatus=javac.compile(args);
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JDK1.2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_OK0

　　EXIT_ERROR1

　　EXIT_CMDERR2

　　EXIT_SYSERR3

　　EXIT_ABNORMAL4

　　

　　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，Thisruntimecode！”);

　　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. 　　publicclass<临时类文件名>{
3. 　　publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{
5. 　　System.out.println(“Hello，Thisruntimecode！”);
7. 　　}
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（JDK1.2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. 　　Filefile;
3. 　　file=File.createTempFile(“JavaRuntime”，“.java”，newFile(System.getProperty(“user.dir”)));
5. 　　Stringfilename=file.getName();
7. 　　Stringclassname=getClassName(filename);
9. 　　//将代码输出到文件
11. 　　PrintWriterout=newPrintWriter(newFileOutputStream(file));
13. 　　out.println(“publicclass”+classname+“{”};
15. 　　out.println(“..代码..”);
17. 　　out.println(“}”);
19. 　　//关闭文件流
21. 　　out.flush();
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. 　　Privatestaticcom.sun.tools.javac.Mainjavac=newcom.sun.tools.javac.Main();
3. 　　String[]args=newString[]{“-d”，System.getProperty(“user.dir”)，filename};
5. 　　Intstatus=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{
3. 　　//访问这个类
5. 　　Classcls=Class.forName(classname);
7. 　　//调用main方法
9. 　　Methodmain=cls.getMethod(“main”，newClass[]{String[].class});
11. 　　main.invoke(null，newObject[]{newString[0]});
13. 　　}catch(SecurityExceptionse){
15. 　　debug(“accesstotheinformationisdenied:”+se.toString());
17. 　　}catch(NoSuchMethodExceptionnme){
19. 　　debug(“amatchingmethodisnotfoundorifthennameisor:
21. 　　”+nme.toString());
23. 　　}catch(InvocationTargetExceptionite){
25. 　　debug(“Exceptioninmain:”+ite.getTargetException());
27. 　　}catch(Exceptione){
29. 　　debug(e.toString());
31. 　　}

　　运行结果参如下：

　　Hello，Thisruntimecode！

　　

　　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JDK1.2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JavaCode。

2. 　　Importjava.io.File;
4. 　　…
6. 　　PublicclassRuntimeCode{
8. 　　/**编译器*/
10. 　　privatestaticcom.sun.tools.javac.Mainjavac=newcom.sun.tools.javac.Main();
12. 　　/**等待用户输入JavaCode，然后编译、执行*/
14. 　　publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{
16. 　　…
18. 　　run(compile(code));
20. 　　}
22. 　　/**编译JavaCode，返回临时文件对象*/
24. 　　privatesynchronizedstaticFilecompile(Stringcode)
26. 　　throwsIOException，Exception{
28. 　　Filefile;
30. 　　//在用户当前文件目录创建一个临时代码文件
32. 　　file=File.createTempFile(“JavaRuntime”，“.java”，
34. 　　newFile(System.getProperty(“user.dir”)));
36. 　　//当虚拟机退出时，删除此临时java源文件
38. 　　file.deleteOnExit();
40. 　　//获得文件名和类名字
42. 　　Stringfilename=file.getName();
44. 　　Stringclassname=getClassName(filename);
46. 　　//将代码输出到文件
48. 　　PrintWriterout=newPrintWriter(newFileOutputStream(file));
50. 　　out.println(“/**”);
52. 　　…
54. 　　//关闭文件流
56. 　　out.flush();
58. 　　out.close();
60. 　　//编译代码文件
62. 　　String[]args=newString[]{“-d”，System.getProperty(“user.dir”)，filename};
64. 　　//返回编译的状态代码
66. 　　intstatus=javac.compile(args);
68. 　　//处理编译状态
70. 　　…
72. 　　}
74. 　　/**执行刚刚编译的类文件*/
76. 　　privatestaticsynchronizedvoidrun(Filefile)
78. 　　…
80. 　　//当虚拟机退出时，删除此临时编译的类文件
82. 　　newFile(file.getParent()，classname+“.class”).deleteOnExit();
84. 　　try{
86. 　　//访问这个类
88. 　　Classcls=Class.forName(classname);
90. 　　//映射main方法
92. 　　Methodmain=cls.getMethod(“main”，newClass[]{String[].class});
94. 　　//执行main方法
96. 　　main.invoke(null，newObject[]{newString[0]});
98. 　　}catch(SecurityExceptionse){
100. 　　…
102. 　　}
104. 　　}
106. 　　/**打印调试信息*/
108. 　　privatestaticvoiddebug(Stringmsg){
110. 　　System.err.println(msg);
112. 　　}
114. 　　/**根据一个java源文件名获得类名*/
116. 　　privatestaticStringgetClassName(Stringfilename){
118. 　　returnfilename.substring(0，filename.length()-5);
120. 　　}
122. 　　/**从控制台获得用户输入的Java代码段*/
124. 　　…
126. 　　}

　　编译运行上述代码，在pleaseinputjavacode提示下输入以下代码：

　　for(inti=0;i<10;i++){System.out.println(“thisis:”+i);}

　　运行结果如下所示：

　　Pleaseinputjavacode：

　　for(inti=0;i<10;i++){System.out.println(“thisis:”+i);}

　　wait....

　　--------------------

　　thisis:0

　　thisis:1

　　thisis:2

　　thisis:3

　　thisis:4

　　thisis:5

　　thisis:6

　　thisis:7

　　thisis:8

　　thisis: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．