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使用Java動態(tài)編譯改善Java代碼及動態(tài)編譯需要注意的問題

猿友 2021-08-04 14:01:33 瀏覽數(shù) (2178)
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動態(tài)編譯一直是Java的夢想,從Java 6版本它開始支持動態(tài)編譯了,可以在運(yùn)行期直接編譯.java文件,執(zhí)行.class,并且能夠獲得相關(guān)的輸入輸出,甚至還能監(jiān)聽相關(guān)的事件。不過,我們最期望的還是給定一段代碼,直接編譯,然后運(yùn)行,也就是空中編譯執(zhí)行(on-the-fly),來看如下代碼:

public class Client {
     public static void main(String[] args) throws Exception {
         //Java源代碼
         String sourceStr = "public class Hello{    public String sayHello (String name) {return "Hello," + name + "!";}}";
         //類名及文件名
         String clsName = "Hello";
         //方法名
         String methodName = "sayHello";
         //當(dāng)前編譯器
         JavaCompiler cmp = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();
         //Java標(biāo)準(zhǔn)文件管理器
         StandardJavaFileManager fm = cmp.getStandardFileManager(null,null,null);
         //Java文件對象
         JavaFileObject jfo = new StringJavaObject(clsName,sourceStr);
         //編譯參數(shù),類似于javac <options>中的options
         List<String> optionsList = new ArrayList<String>();
         //編譯文件的存放地方,注意:此處是為Eclipse工具特設(shè)的
         optionsList.addAll(Arrays.asList("-d","./bin"));
         //要編譯的單元
         List<JavaFileObject> jfos = Arrays.asList(jfo);
         //設(shè)置編譯環(huán)境
         JavaCompiler.CompilationTask task = cmp.getTask(null, fm, null, optionsList,null,jfos);
         //編譯成功
         if(task.call()){
             //生成對象
             Object obj = Class.forName(clsName).newInstance();
             Class<? extends Object> cls = obj.getClass();
             //調(diào)用sayHello方法
             Method m = cls.getMethod(methodName, String.class);
             String str = (String) m.invoke(obj, "Dynamic Compilation");
             System.out.println(str);
        }
    }
}
//文本中的Java對象
class StringJavaObject extends SimpleJavaFileObject{
     //源代碼
     private String content = "";
     //遵循Java規(guī)范的類名及文件
     public StringJavaObject(String _javaFileName,String _content){
           super(_createStringJavaObjectUri(_javaFileName),Kind.SOURCE);
           content = _content;
     }
     //產(chǎn)生一個URL資源路徑
     private static URI _createStringJavaObjectUri(String name){
        //注意此處沒有設(shè)置包名
        return URI.create("String:///" + name + Kind.SOURCE.extension);
     }
     //文本文件代碼
     @Override
     public CharSequence getCharContent(boolean ignoreEncodingErrors)
            throws IOException {
        return content;
    }
}

上面的代碼較多,這是一個動態(tài)編譯的模板程序,讀者可以拷貝到項目中使用,代碼中的中文注釋也較多,相信讀者看得懂,不多解釋,讀者只要明白一件事:只要是在本地靜態(tài)編譯能夠?qū)崿F(xiàn)的任務(wù),比如編譯參數(shù)、輸入輸出、錯誤監(jiān)控等,動態(tài)編譯就都能實現(xiàn)。

Java的動態(tài)編譯對源提供了多個渠道。比如,可以是字符串(例子中就是字符串),可以是文本文件,也可以是編譯過的字節(jié)碼文件(.class文件),甚至可以是存放在數(shù)據(jù)庫中的明文代碼或是字節(jié)碼。匯總成一句話,只要是符合Java規(guī)范的就都可以在運(yùn)行期動態(tài)加載,其實現(xiàn)方式就是實現(xiàn)JavaFileObject接口,重寫getCharContent、openInputStream、openOutputStream,或者實現(xiàn)JDK已經(jīng)提供的兩個SimpleJavaFileObject、ForwardingJavaFileObject,具體代碼可以參考上個例子。

動態(tài)編譯雖然是很好的工具,讓我們可以更加自如地控制編譯過程,但是在我目前所接觸的項目中還是使用得較少。原因很簡單,靜態(tài)編譯已經(jīng)能夠幫我們處理大部分的工作,甚至是全部的工作,即使真的需要動態(tài)編譯,也有很好的替代方案,比如JRuby、Groovy等無縫的腳本語言。

另外,我們在使用動態(tài)編譯時,需要注意以下幾點:

(1)在框架中謹(jǐn)慎使用

比如要在Struts中使用動態(tài)編譯,動態(tài)實現(xiàn)一個類,它若繼承自ActionSupport就希望它成為一個Action。能做到,但是debug很困難;再比如在Spring中,寫一個動態(tài)類,要讓它動態(tài)注入到Spring容器中,這是需要花費(fèi)老大功夫的。

(2)不要在要求高性能的項目使用

動態(tài)編譯畢竟需要一個編譯過程,與靜態(tài)編譯相比多了一個執(zhí)行環(huán)節(jié),因此在高性能項目中不要使用動態(tài)編譯。不過,如果是在工具類項目中它則可以很好地發(fā)揮其優(yōu)越性,比如在Eclipse工具中寫一個插件,就可以很好地使用動態(tài)編譯,不用重啟即可實現(xiàn)運(yùn)行、調(diào)試功能,非常方便。

(3)動態(tài)編譯要考慮安全問題

如果你在Web界面上提供了一個功能,允許上傳一個Java文件然后運(yùn)行,那就等于說:“我的機(jī)器沒有密碼,大家都來看我的隱私吧”,這是非常典型的注入漏洞,只要上傳一個惡意Java程序就可以讓你所有的安全工作毀于一旦。

(4)記錄動態(tài)編譯過程

建議記錄源文件、目標(biāo)文件、編譯過程、執(zhí)行過程等日志,不僅僅是為了診斷,還是為了安全和審計,對Java項目來說,空中編譯和運(yùn)行是很不讓人放心的,留下這些依據(jù)可以更好地優(yōu)化程序。

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