Java动态编译执行代码示例

我将详细讲解“Java动态编译执行代码示例”的完整攻略，过程中将包含两条示例说明。

什么是Java动态编译执行代码？

Java动态编译执行代码是一种在程序运行时动态编译源代码的方式，并将其转换为可以直接执行的代码。这种方式可以帮助开发者实现灵活的功能，使得程序更容易适应不同的运行环境。

实现Java动态编译执行代码的流程

实现Java动态编译执行代码通常分为四个步骤：

1. 首先，我们需要使用Java Compiler API 将源代码动态编译为字节码文件。这个 API 是 Java 的一个内置工具，可以轻松地将源代码编译为字节码文件。
2. 接着，我们需要使用自定义的ClassLoader来加载新生成的类。
3. 然后，我们可以通过反射机制，创建该类对应的实例，并调用该实例的方法来执行程序。
4. 最后，我们需要手动地清理所生成的字节码文件和类。

下面，我们将通过两个示例说明如何实现Java动态编译执行代码。

示例一：打印Hello World

import java.util.*;
import javax.tools.*;
import java.io.*;
import java.lang.reflect.*;

public class DynamicCompilerExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 创建Java代码
        String code = "public class HelloWorld{ public static void main(String[] args){ System.out.println(\"Hello World\"); } }";

        // 动态编译代码
        JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();
        StandardJavaFileManager fileManager = compiler.getStandardFileManager(null, null, null);
        JavaFileObject source = new DynamicJavaSourceCodeObject("HelloWorld", code);
        Iterable<? extends JavaFileObject> compilationUnits = Arrays.asList(source);
        DiagnosticCollector<JavaFileObject> diagnostics = new DiagnosticCollector<JavaFileObject>();
        CompilationTask task = compiler.getTask(null, fileManager, diagnostics, null, null, compilationUnits);
        boolean success = task.call();

        // 加载类并执行
        if (success) {
            MyClassLoader classLoader = new MyClassLoader();
            Class<?> cls = classLoader.loadClass("HelloWorld");
            Method method = cls.getDeclaredMethod("main", String[].class);
            method.invoke(null, new Object[] { null });
        }

        // 清除字节码文件
        File file = new File(DynamicCompilerExample.class.getResource("").getFile() + "/HelloWorld.class");
        file.delete();
    }
}

class DynamicJavaSourceCodeObject extends SimpleJavaFileObject {
    private String code;

    protected DynamicJavaSourceCodeObject(String name, String code) {
        super(URI.create("string:///" + name.replace('.', '/') + Kind.SOURCE.extension), Kind.SOURCE);
        this.code = code;
    }

    @Override
    public CharSequence getCharContent(boolean ignoreEncodingErrors) throws IOException {
        return code;
    }
}

class MyClassLoader extends ClassLoader {
    public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        if ("HelloWorld".equals(name)) {
            try {
                FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(DynamicCompilerExample.class.getResource("").getFile() + "HelloWorld.class");
                byte[] fileBytes = new byte[fileInputStream.available()];
                fileInputStream.read(fileBytes);
                return defineClass(name, fileBytes, 0, fileBytes.length);
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        return super.loadClass(name);
    }
}

在这个示例中，我们创建了一个名为HelloWorld的类，该类只包含一个静态方法 main 方法，该方法只是简单地调用 System.out.println("Hello World") 来打印出"Hello World"。

接着，我们使用 Java Compiler API 对这个类的源代码进行编译，并将其转换为字节码文件。

我们也创建了 MyClassLoader 来加载并运行该类。我们通过反射机制从该类中实例化了一个对象，并调用了该对象的 main 方法以执行程序。

在最后，我们通过手动清除 HelloWorld.class 文件来清理生成的字节码文件。

示例二：动态生成表达式计算器

import java.util.*;
import javax.tools.*;
import java.io.*;
import java.lang.reflect.*;

public class ExpressionCalculator {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    // 生成表达式代码
    String operator = "+";
    int num1 = 20;
    int num2 = 25;
    String input = String.format("public class Calculation { public int calculate() { return %s; } }", num1 + operator + num2);

    // 动态编译代码
    JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();
    StandardJavaFileManager fileManager = compiler.getStandardFileManager(null, null, null);
    JavaFileObject source = new DynamicJavaSourceCodeObject("Calculation", input);
    Iterable<? extends JavaFileObject> compilationUnits = Arrays.asList(source);
    DiagnosticCollector<JavaFileObject> diagnostics = new DiagnosticCollector<JavaFileObject>();
    CompilationTask task = compiler.getTask(null, fileManager, diagnostics, null, null, compilationUnits);
    boolean success = task.call();

    // 加载类并执行
    if (success) {
      MyClassLoader classLoader = new MyClassLoader();
      Class<?> cls = classLoader.loadClass("Calculation");
      Method method = cls.getDeclaredMethod("calculate");
      int result = (int) method.invoke(cls.newInstance());
      System.out.println("Result: " + result);
    }

    // 清除字节码文件
    File file = new File(ExpressionCalculator.class.getResource("").getFile() + "/Calculation.class");
    file.delete();
  }
}

class DynamicJavaSourceCodeObject extends SimpleJavaFileObject {
  private String code;

  protected DynamicJavaSourceCodeObject(String name, String code) {
    super(URI.create("string:///" + name.replace('.', '/') + Kind.SOURCE.extension), Kind.SOURCE);
    this.code = code;
  }

  @Override
  public CharSequence getCharContent(boolean ignoreEncodingErrors) throws IOException {
    return code;
  }
}

class MyClassLoader extends ClassLoader {
  public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
    if ("Calculation".equals(name)) {
      try {
        FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(ExpressionCalculator.class.getResource("").getFile() + "/Calculation.class");
        byte[] fileBytes = new byte[fileInputStream.available()];
        fileInputStream.read(fileBytes);
        return defineClass(name, fileBytes, 0, fileBytes.length);
      } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
      }
    }

    return super.loadClass(name);
  }
}

在这个示例中，我们动态生成了一个表达式计算器，该计算器包括一个名为 Calculation 的类，该类具有一个 calculate 方法，该方法根据输入的算术运算符和数字，执行具体的算术运算。在该示例中，我们将两个数相加，如下所示：

String operator = "+";
int num1 = 20;
int num2 = 25;
String input = "public class Calculation { public int calculate() { return " + num1 + operator + num2 + "; } }";

我们使用的编译步骤和第一示例是一样的。接着，我们使用 MyClassLoader 加载并运行这个类。该示例中仍然使用反射机制实例化一个 Calculation 对象并调用其 calculate 方法以获得结果。

在最后，我们通过手动清除 Calculation.class 文件来清理生成的字节码文件。

希望这些示例可以帮助你更好理解如何使用 Java 动态编译执行代码。