Java運行時動態(tài)生成對象的方法小結(jié)
最近一個項目中利用規(guī)則引擎，提供用戶拖拽式的靈活定義規(guī)則。這就要求根據(jù)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)動態(tài)生成對象處理特定規(guī)則的邏輯。如果手寫不僅每次都要修改代碼，還要每次測試發(fā)版，而且無法靈活根據(jù)用戶定義的規(guī)則動態(tài)處理邏輯。所以想到將公共邏輯寫到父類實現(xiàn)，將特定邏輯根據(jù)字符串動態(tài)生成子類處理。這就可以一勞永逸解決這個問題。
那就著手從Java如何根據(jù)字符串模板在運行時動態(tài)生成對象。
Java是一門靜態(tài)語言，通常，我們需要的class在編譯的時候就已經(jīng)生成了，為什么有時候我們還想在運行時動態(tài)生成class呢？
經(jīng)過一番網(wǎng)上資料查找，由繁到簡的方式總結(jié)如下：
一、利用JDK自帶工具類實現(xiàn)
現(xiàn)在問題來了，動態(tài)生成字節(jié)碼，難度有多大？
如果我們要自己直接輸出二進制格式的字節(jié)碼，在完成這個任務(wù)前，必須先認真閱讀JVM規(guī)范第4章，詳細了解class文件結(jié)構(gòu)。估計讀完規(guī)范后，兩個月過去了。
所以，第一種方法，自己動手，從零開始創(chuàng)建字節(jié)碼，理論上可行，實際上很難。
第二種方法，使用已有的一些能操作字節(jié)碼的庫，幫助我們創(chuàng)建class。
目前，能夠操作字節(jié)碼的開源庫主要有CGLib和Javassist兩種，它們都提供了比較高級的API來操作字節(jié)碼，最后輸出為class文件。
比如CGLib，典型的用法如下：
Enhancer e = new Enhancer();
e.setSuperclass(...);
e.setStrategy(new DefaultGeneratorStrategy() {
protected ClassGenerator transform(ClassGenerator cg) {
return new TransformingGenerator(cg,
new AddPropertyTransformer(new String[]{ "foo" },
new Class[] { Integer.TYPE }));
}});
Object obj = e.create();
比自己生成class要簡單，但是，要學會它的API還是得花大量的時間，并且，上面的代碼很難看懂對不對？
有木有更簡單的方法？
有！
Java的編譯器是javac，但是，在很早很早的時候，Java的編譯器就已經(jīng)用純Java重寫了，自己能編譯自己，行業(yè)黑話叫“自舉”。從Java 1.6開始，編譯器接口正式放到JDK的公開API中，于是，我們不需要創(chuàng)建新的進程來調(diào)用javac，而是直接使用編譯器API來編譯源碼。
使用起來也很簡單：
JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler(); int compilationResult = compiler.run(null, null, null, '/path/Test.java');
這么寫編譯是沒啥問題，問題是我們在內(nèi)存中創(chuàng)建了Java代碼后，必須先寫到文件，再編譯，最后還要手動讀取class文件內(nèi)容并用一個ClassLoader加載。
有木有更簡單的方法？
有！
其實Java編譯器根本不關(guān)心源碼的內(nèi)容是從哪來的，你給它一個String當作源碼，它就可以輸出byte[]作為class的內(nèi)容。
所以，我們需要參考Java Compiler API的文檔，讓Compiler直接在內(nèi)存中完成編譯，輸出的class內(nèi)容就是byte[]。
Map<String, byte[]> results;
JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();
StandardJavaFileManager stdManager = compiler.getStandardFileManager(null, null, null);
try (MemoryJavaFileManager manager = new MemoryJavaFileManager(stdManager)) {
JavaFileObject javaFileObject = manager.makeStringSource(fileName, source);
CompilationTask task = compiler.getTask(null, manager, null, null, null, Arrays.asList(javaFileObject));
if (task.call()) {
results = manager.getClassBytes();
}
}
上述代碼的幾個關(guān)鍵在于：
用MemoryJavaFileManager替換JDK默認的StandardJavaFileManager，以便在編譯器請求源碼內(nèi)容時，不是從文件讀取，而是直接返回String；用MemoryOutputJavaFileObject替換JDK默認的SimpleJavaFileObject，以便在接收到編譯器生成的byte[]內(nèi)容時，不寫入class文件，而是直接保存在內(nèi)存中。
最后，編譯的結(jié)果放在Map<String, byte[]>中，Key是類名，對應(yīng)的byte[]是class的二進制內(nèi)容。
為什么編譯后不是一個byte[]呢？
因為一個.java的源文件編譯后可能有多個.class文件！只要包含了靜態(tài)類、匿名類等，編譯出的class肯定多于一個。
如何加載編譯后的class呢？
加載class相對而言就容易多了，我們只需要創(chuàng)建一個ClassLoader，覆寫findClass()方法：
class MemoryClassLoader extends URLClassLoader {
Map<String, byte[]> classBytes = new HashMap<String, byte[]>();
public MemoryClassLoader(Map<String, byte[]> classBytes) {
super(new URL[0], MemoryClassLoader.class.getClassLoader());
this.classBytes.putAll(classBytes);
}
@Override
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
byte[] buf = classBytes.get(name);
if (buf == null) {
return super.findClass(name);
}
classBytes.remove(name);
return defineClass(name, buf, 0, buf.length);
}
}
總結(jié)以上，那么我們來編寫一個Java腳本引擎吧：
https://github.com/barrywang88/compiler
https://github.com/barrywang88/compiler.git
二、利用三方Jar包實現(xiàn)
利用三方包com.itranswarp.compiler來實現(xiàn)：
1. 引入Maven依賴包：
<dependency>
<groupId>com.itranswarp</groupId>
<artifactId>compiler</artifactId>
<version>1.0</version>
</dependency>
2. 編寫工具類
public class StringCompiler {
public static Object run(String source, String...args) throws Exception {
// 聲明類名
String className = "Main";
String packageName = "top.fomeiherz";
// 聲明包名：package top.fomeiherz;
String prefix = String.format("package %s;", packageName);
// 全類名：top.fomeiherz.Main
String fullName = String.format("%s.%s", packageName, className);
// 編譯器
JavaStringCompiler compiler = new JavaStringCompiler();
// 編譯：compiler.compile("Main.java", source)
Map<String, byte[]> results = compiler.compile(className + ".java", prefix + source);
// 加載內(nèi)存中byte到Class<?>對象
Class<?> clazz = compiler.loadClass(fullName, results);
// 創(chuàng)建實例
Object instance = clazz.newInstance();
Method mainMethod = clazz.getMethod("main", String[].class);
// String[]數(shù)組時必須使用Object[]封裝
// 否則會報錯：java.lang.IllegalArgumentException: wrong number of arguments
return mainMethod.invoke(instance, new Object[]{args});
}
}
3. 測試執(zhí)行
public class StringCompilerTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 傳入String類型的代碼
String source = "import java.util.Arrays;public class Main" +
"{" +
"public static void main(String[] args) {" +
"System.out.println(Arrays.toString(args));" +
"}" +
"}";
StringCompiler.run(source, "1", "2");
}
}
三、利用Groovy腳本實現(xiàn)
以上兩種方式嘗試過，后來發(fā)現(xiàn)Groovy原生就支持腳本動態(tài)生成對象。
1. 引入Groovy maven依賴
<dependency>
<groupId>org.codehaus.groovy</groupId>
<artifactId>groovy-all</artifactId>
<version>2.4.13</version>
</dependency>
2. 直接上測試代碼
@Test
public void testGroovyClasses() throws Exception {
//groovy提供了一種將字符串文本代碼直接轉(zhuǎn)換成Java Class對象的功能
GroovyClassLoader groovyClassLoader = new GroovyClassLoader();
//里面的文本是Java代碼,但是我們可以看到這是一個字符串我們可以直接生成對應(yīng)的Class<?>對象,而不需要我們寫一個.java文件
Class<?> clazz = groovyClassLoader.parseClass("package com.xxl.job.core.glue;\n" +
"\n" +
"public class Main {\n" +
"\n" +
" public int age = 22;\n" +
" \n" +
" public void sayHello() {\n" +
" System.out.println(\"年齡是:\" + age);\n" +
" }\n" +
"}\n");
Object obj = clazz.newInstance();
Method method = clazz.getDeclaredMethod("sayHello");
method.invoke(obj);
Object val = method.getDefaultValue();
System.out.println(val);
}
到此這篇關(guān)于Java運行時動態(tài)生成對象幾種方式的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java運行時生成對象內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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