如何使用Java动态编译改善Java代码

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动态编译一直是Java的梦想，从Java 6版本它开始支持动态编译了，可以在运行期直接编译.java文件，执行.class，并且能够获得相关的输入输出，甚至还能监听相关的事件。不过，我们最期望的还是给定一段代码，直接编译，然后运行，也就是空中编译执行（on-the-fly），来看如下代码：

public class Client {
     public static void main(String[] args) throws Exception {
         //Java源代码
         String sourceStr = "public class Hello{    public String sayHello (String name) {return "Hello," + name + "!";}}";
         //类名及文件名
         String clsName = "Hello";
         //方法名
         String methodName = "sayHello";
         //当前编译器
         JavaCompiler cmp = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();
         //Java标准文件管理器
         StandardJavaFileManager fm = cmp.getStandardFileManager(null,null,null);
         //Java文件对象
         JavaFileObject jfo = new StringJavaObject(clsName,sourceStr);
         //编译参数，类似于javac <options>中的options
         List<String> optionsList = new ArrayList<String>();
         //编译文件的存放地方，注意：此处是为Eclipse工具特设的
         optionsList.addAll(Arrays.asList("-d","./bin"));
         //要编译的单元
         List<JavaFileObject> jfos = Arrays.asList(jfo);
         //设置编译环境
         JavaCompiler.CompilationTask task = cmp.getTask(null, fm, null, optionsList,null,jfos);
         //编译成功
         if(task.call()){
             //生成对象
             Object obj = Class.forName(clsName).newInstance();
             Class<? extends Object> cls = obj.getClass();
             //调用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对象
class StringJavaObject extends SimpleJavaFileObject{
     //源代码
     private String content = "";
     //遵循Java规范的类名及文件
     public StringJavaObject(String _javaFileName,String _content){
           super(_createStringJavaObjectUri(_javaFileName),Kind.SOURCE);
           content = _content;
     }
     //产生一个URL资源路径
     private static URI _createStringJavaObjectUri(String name){
        //注意此处没有设置包名
        return URI.create("String:///" + name + Kind.SOURCE.extension);
     }
     //文本文件代码
     @Override
     public CharSequence getCharContent(boolean ignoreEncodingErrors)
            throws IOException {
        return content;
    }
}

上面的代码较多，这是一个动态编译的模板程序，读者可以拷贝到项目中使用，代码中的中文注释也较多，相信读者看得懂，不多解释，读者只要明白一件事：只要是在本地静态编译能够实现的任务，比如编译参数、输入输出、错误监控等，动态编译就都能实现。

Java的动态编译对源提供了多个渠道。比如，可以是字符串（例子中就是字符串），可以是文本文件，也可以是编译过的字节码文件（.class文件），甚至可以是存放在数据库中的明文代码或是字节码。汇总成一句话，只要是符合Java规范的就都可以在运行期动态加载，其实现方式就是实现JavaFileObject接口，重写getCharContent、openInputStream、openOutputStream，或者实现JDK已经提供的两个SimpleJavaFileObject、ForwardingJavaFileObject，具体代码可以参考上个例子。

动态编译虽然是很好的工具，让我们可以更加自如地控制编译过程，但是在我目前所接触的项目中还是使用得较少。原因很简单，静态编译已经能够帮我们处理大部分的工作，甚至是全部的工作，即使真的需要动态编译，也有很好的替代方案，比如JRuby、Groovy等无缝的脚本语言。

另外，我们在使用动态编译时，需要注意以下几点：

（1）在框架中谨慎使用

比如要在Struts中使用动态编译，动态实现一个类，它若继承自ActionSupport就希望它成为一个Action。能做到，但是debug很困难；再比如在Spring中，写一个动态类，要让它动态注入到Spring容器中，这是需要花费老大功夫的。

（2）不要在要求高性能的项目使用

动态编译毕竟需要一个编译过程，与静态编译相比多了一个执行环节，因此在高性能项目中不要使用动态编译。不过，如果是在工具类项目中它则可以很好地发挥其优越性，比如在Eclipse工具中写一个插件，就可以很好地使用动态编译，不用重启即可实现运行、调试功能，非常方便。

（3）动态编译要考虑安全问题

如果你在Web界面上提供了一个功能，允许上传一个Java文件然后运行，那就等于说：“我的机器没有密码，大家都来看我的隐私吧”，这是非常典型的注入漏洞，只要上传一个恶意Java程序就可以让你所有的安全工作毁于一旦。

（4）记录动态编译过程

建议记录源文件、目标文件、编译过程、执行过程等日志，不仅仅是为了诊断，还是为了安全和审计，对Java项目来说，空中编译和运行是很不让人放心的，留下这些依据可以更好地优化程序。

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