【Java动态编译】动态编译的应⽤
1、动态编译
动态编译，简单来说就是在Java程序运⾏时编译源代码。
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从JDK1.6开始，引⼊了Java代码重写过的编译器接⼝，使得我们可以在运⾏时编译Java源代码，然后再通过类加载器将编译好的类加载进JVM，这种在运⾏时编译代码的操作就叫做动态编译。
静态编译：编译时就把所有⽤到的Java代码全都编译成字节码，是⼀次性编译。
动态编译：在Java程序运⾏时才把需要的Java代码的编译成字节码，是按需编译。
静态编译⽰例：
静态编译实际上就是在程序运⾏前将所有代码进⾏编译，我们在运⾏程序前⽤Javac命令或点击IDE的编译按钮进⾏编译都属于静态编译。
⽐如，我们编写了⼀个xxx.java⽂件，⾥⾯是⼀个功能类，如果我们的程序想要使⽤这个类，就必须在程序启动前，先调⽤Javac编译器来⽣成字节码⽂件。
如果使⽤动态编译，则可以在程序运⾏过程中再对xxx.java⽂件进⾏编译，之后再通过类加载器对编译好的类进⾏加载，同样能正常使⽤这个功能类。
动态编译⽰例：
JDK提供了对应的JavaComplier接⼝来实现动态编译（rt.jar中的ls包提供的编译器接⼝，使⽤的是JDK⾃带的Javac编译器）。
⼀个⽤来进⾏动态编译的类：
public class TestHello {
public void sayHello(){
System.out.println("hello word");
}
}
编写⼀个程序来对它进⾏动态编译：
public class TestDynamicCompilation {
public static void main(String[] args) {
//获取Javac编译器对象
JavaCompiler compiler = SystemJavaCompiler();
//获取⽂件管理器：负责管理类⽂件的输⼊输出
StandardJavaFileManager fileManager = StandardFileManager(null,null,null);
//获取要被编译的Java源⽂件
File file = new File("/project/test/TestHello.java");
//通过源⽂件获取到要编译的Java类源码迭代器，包括所有内部类，其中每个类都是⼀个JavaFileObject
Iterable<? extends JavaFileObject> compilationUnits = JavaFileObjects(file);
//⽣成编译任务
JavaCompiler.CompilationTask task = Task(null, fileManager, null, null, null, compilationUnits);
//执⾏编译任务
task.call();
}
}
启动main函数，会发现在程序运⾏过程中，使⽤了Javac编译器对类TestHello进⾏了编译，并⽣成了字节码⽂件TestHello.class。
以上就是动态编译的简单使⽤。如果我们想使⽤这个类TestHello，也可以在程序运⾏中通过类加载器对这个已经编译的类进⾏加载。
使⽤JavaComplier接⼝来实现动态编译时JDK1.6才引⼊的，在此之前，也可以通过如下⽅式实现动态编译：
Runtime run = Runtime();
Process process = ("javac -cp e:/project/test/TestHello.java");
该⽅法的本质是启动⼀个新的进程来使⽤Javac进⾏编译。
2、动态编译的应⽤
（1）、从源码⽂件编译得到字节码⽂件
刚才我们使⽤动态编译完成了输⼊⼀个Java源⽂件（.java），再到输出字节码⽂件（.class）的操作。这是从源码⽂件编译得到字节码⽂件的⽅式，实质上也是从磁盘输⼊，再输出到磁盘的⽅式。
（2）、从源码字符串编译得到字节码⽂件
假如现在有⼀串字符串形式的Java代码，那如何使⽤动态编译将这些字符串代码编译成字节码⽂件？这是从源码字符串编译得到字节码⽂件的⽅式，实质上也是从内存中得到源码，再输出到磁盘的⽅式。
根据刚才的代码，我们知道编译任务getTask()这个⽅法⼀共有 6 个参数，它们分别是：
Writer out：编译器的⼀个额外的输出 Writer，为 null 的话就是 ；
JavaFileManager fileManager：⽂件管理器；
DiagnosticListener<? super JavaFileObject> diagnosticListener：诊断信息收集器；
Iterable<String> options：编译器的配置；
Iterable<String> classes：需要被 annotation processing 处理的类的类名；
Iterable<? extends JavaFileObject> compilationUnits：要被编译的单元们，就是⼀堆 JavaFileObject。
根据getTask()的参数，我们知道编译器执⾏编译所需要的对象类型并不是⽂件File对象，⽽是JavaFileObject对象。因此，要实现从字符串源码编译得到字节码⽂件，只需要把字符串源码变为JavaFileObject对象即可。
但JavaFileObject是⼀个接⼝，它的标准实现类SimpleJavaFileObject提供的⼀些⽅法是⾯向类源码⽂件（.java）和字节码⽂件（.class）的，⽽我们进⾏动态编译时输⼊的是字符串源码，所以我们需要⾃⾏实现JavaFileObject，以使JavaFileObject对象能装⼊我们的字符串源码。
具体的实现⽅法就是可以直接继承SimpleJavaFileObject类，再重写其中的⼀些⽅法使它能够装⼊字符串即可。
可以通过查看Task().call()的源代码来查看具体⽤到了SimpleJavaFileObject的那些⽅法，这样我们才知道需要重写SimpleJavaFileObject 的哪些⽅法。
简单的流程如下：
在上图中，getTask().call()会通过调⽤作为参数传⼊的JavaFileObject对象的getCharContent() ⽅法获得字符串序列，即源码的读取是通过JavaFileObject 的getCharContent() ⽅法，那我们只需要重写getCharContent() ⽅法，即可将我们的字符串源码装进JavaFileObject了。
构造SourceJavaFileObject 实现定制的JavaFileObject对象，⽤于存储字符串源码：
public class SourceJavaFileObject extends SimpleJavaFileObject {
private String source; //源码字符串
//返回源码字符串
public SourceJavaFileObject(String name, String sourceStr){
ate("String:///" + name + sion),Kind.SOURCE);
this.source = sourceStr;
}
@Override
public CharSequence getCharContent(boolean ignoreEncodingErrors) throws IOException{
if(source == null) throw new IllegalArgumentException("source == null");
else return source;
}
}
则创建JavaFileObject对象时，变为了：
//使⽤重写getCharContent⽅法后的JavaFileObject构造参数
JavaFileObject sourceFileObject = new SourceJavaFileObject(className, source);
//执⾏编译
Boolean result = Task(null, fileManager, null, null, null, Arrays.asList(sourceFileObject)).call();
由于我们⾃定了JavaFileObject ，⽂件管理器fileManager 更像是⼀个⼯具类⽤于把File 对象数组⾃动转换成 JavaFileObject 列表，换成⼿动⽣成compilationUnits 列表并传⼊也是可⾏的。（上述代码就是使⽤了Arrays.asList()⼿动⽣成compilationUnits 列表）。
⾄此，只需要调⽤getTask().call()就能将字符串形式的源码编译成字节码⽂件了。
（3）、从源码字符串编译得到字节码数组
如果我们进⾏动态编译时，想要直接输⼊源码字符串并且输出的是字节码数组，⽽不是输出字节码⽂件，⼜该如何实现？实际上，这是从内存中得到源码，再输出到内存的⽅式。
在getTask().call()源代码执⾏流程图中，我们可以发现JavaFileObject的openOutputStream() ⽅法控制了编译后字节码的输出⾏为，编译完成后会调⽤openOutputStream获取输出流，并写数据（字节码）。所以我们需要重写JavaFileObject的openOutputStream() ⽅法。
同时在执⾏流程图中，我们还发现⽤于输出的JavaFileObject对象是JavaFileManager 的getJavaFileForOutput()⽅法提供的，所以为了让编译器编译完成后，将编译得到的字节码输出到我们⾃⼰构造的JavaFileObject对象，我们还需要重写JavaFileManager 。
构造ClassFileObject ，实现定制的JavaFileObject对象，⽤于存储编译后得到的字节码：
public static class ClassFileObject extends SimpleJavaFileObject {
private ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream; //字节数组输出流
//编译完成后会回调OutputStream，回调成功后，我们就可以通过下⾯的getByteCode()⽅法获取编译后的字节码字节数组
@Override
public OutputStream openOutputStream() throws IOException {
return byteArrayOutputStream;
}
//将输出流中的字节码转换为字节数组
public byte[] getCompiledBytes() {
ByteArray();
}
}
这样，我们就拥有了⾃定义的⽤于存储字节码的JavaFileObject。同时还通过添加getByteCode()⽅法来获得JavaFileObject对象中⽤于存放字节码的输出流，并将其转换为字节数组。
接下来，就需要重写JavaFileManager ，使编译器编译完成后，将字节码存放在我们的ClassFileObject 。具体做法是直接继
承ForwardingJavaFileManager，再重写需要的getJavaFileForOutput()⽅法即可。
public static class MyJavaObjectManager extends ForwardingJavaFileManager<JavaFileManager>{
private ClassFileObject classObject; //我们⾃定义的JavaFileObject
//重写该⽅法，使其返回我们的ClassJavaFileObject
@Override
public JavaFileObject getJavaFileForOutput(Location location, String className, JavaFileObject.Kind kind,
FileObject sibling) throws IOException {
classObject= new ClassJavaFileObject (className, kind);
return classObject;
}
}
构造完毕，接下来直接传⼊getTask执⾏即可：
//执⾏编译
Boolean result = Task(null,new MyJavaObjectManager(), null, null, null, Arrays.asList(sourceFileObject)).call();
注意这⾥传⼊的JavaFileObject，是前⾯构造的存储字符串源码的sourceFileObject，⽽不是我们⽤来存储字节码的sourceFileObject。
⾄此，我们使⽤动态编译完成了将字符串源码编译成字节码数组。随后我们可以使⽤类加载器加载 byte[]
中的字节码即可。
3、总结
动态编译是在Java程序运⾏时编译源代码，动态编译配合类加载器就可以在程序运⾏时编译源代码，并动态加载。
JDK提供了对应的JavaComplier接⼝来实现动态编译。
动态编译中存放源码和字节码的对象都是JavaFileObject，因此如果我们想要修改源码的输⼊⽅式或者字节码的输出⽅式的，可以⾃主实
现JavaFileObject接⼝。同时，由于编译器是通过JavaFileManager 来管理输⼊输出的，因此也需要⾃主实现JavaFileManager 接⼝。

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