Java--自定义Class并且在内存中编译，加载，实例化
本文的目的：
使用者在程序运行期间，可以动态的写Java Class，不需要生成任何.Class文件就可以完全在内存中编译，加载，实例化。
1、需要用到的组件介绍
1）JavaCompiler：用于编译Java Code。
2）CharSequenceJavaFileObject：用于保存Java Code，提供方法给JavaCompiler获取String形式的Java Code。
3）ClassFileManager：用于JavaCompiler将编译好后的Class文件保存在指定对象中。
4）JavaClassObject：ClassFileManager告诉JavaCompiler需要将Class文件保存在JavaClassObject中，但是由JavaClassObject来决定最终以byte流来保存数据。
5）DynamicClassLoader：自定义类加载器，用于加载最后的二进制Class
2、源码展现：
CharSequenceJavaFileObject.java
package com.ths.platform.framework.dynamic; import javax.tools.SimpleJavaFileObject; import java.net.URI; /** * 用于将java源码保存在content属性中 */ public class CharSequenceJavaFileObject extends SimpleJavaFileObject { /** * 保存java code */ private String content; /** * 调用父类构造器，并设置content * @param className * @param content */ public CharSequenceJavaFileObject(String className, String content){ super(URI.create("string:///" + className.replace('.', '/') + Kind.SOURCE.extension), Kind.SOURCE); this.content = content; } /** * 实现getCharContent，使得JavaCompiler可以从content获取java源码 * @param ignoreEncodingErrors * @return */ @Override public String getCharContent(boolean ignoreEncodingErrors) { return content; } }
ClassFileManager.java
package com.ths.platform.framework.dynamic; import java.io.IOException; import javax.tools.*; /** * 类文件管理器 * 用于JavaCompiler将编译好后的class，保存到jclassObject中 */ public class ClassFileManager extends ForwardingJavaFileManager { /** * 保存编译后Class文件的对象 */ private JavaClassObject jclassObject; /** * 调用父类构造器 * @param standardManager */ public ClassFileManager(StandardJavaFileManager standardManager) { super(standardManager); } /** * 将JavaFileObject对象的引用交给JavaCompiler，让它将编译好后的Class文件装载进来 * @param location * @param className * @param kind * @param sibling * @return * @throws IOException */ @Override public JavaFileObject getJavaFileForOutput(Location location, String className, JavaFileObject.Kind kind, FileObject sibling) throws IOException { if (jclassObject == null) jclassObject = new JavaClassObject(className, kind); return jclassObject; } public JavaClassObject getJavaClassObject() { return jclassObject; } }
JavaClassObject.java
package com.ths.platform.framework.dynamic; import javax.tools.SimpleJavaFileObject; import java.io.ByteArrayOutputStream; import java.io.IOException; import java.io.OutputStream; import java.net.URI; /** * 将输出流交给JavaCompiler，最后JavaCompiler将编译后的class文件写入输出流中 */ public class JavaClassObject extends SimpleJavaFileObject { /** * 定义一个输出流，用于装载JavaCompiler编译后的Class文件 */ protected final ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream(); /** * 调用父类构造器 * @param name * @param kind */ public JavaClassObject(String name, Kind kind) { super(URI.create("string:///" + name.replace('.', '/') + kind.extension), kind); } /** * 获取输出流为byte[]数组 * @return */ public byte[] getBytes() { return bos.toByteArray(); } /** * 重写openOutputStream，将我们的输出流交给JavaCompiler，让它将编译好的Class装载进来 * @return * @throws IOException */ @Override public OutputStream openOutputStream() throws IOException { return bos; } /** * 重写finalize方法，在对象被回收时关闭输出流 * @throws Throwable */ @Override protected void finalize() throws Throwable { super.finalize(); bos.close(); } }
DynamicEngine.java（职责：使用JavaCompiler编译Class，并且使用DynamicClassLoader加载Class）
package com.ths.platform.framework.dynamic; import java.io.File; import java.net.URL; import java.net.URLClassLoader; import java.util.ArrayList; import java.util.List; import javax.tools.Diagnostic; import javax.tools.DiagnosticCollector; import javax.tools.JavaCompiler; import javax.tools.JavaFileObject; import javax.tools.ToolProvider; /** * 在Java SE6中最好的方法是使用StandardJavaFileManager类。 * 这个类可以很好地控制输入、输出，并且可以通过DiagnosticListener得到诊断信息， * 而DiagnosticCollector类就是listener的实现。 * 使用StandardJavaFileManager需要两步。 * 首先建立一个DiagnosticCollector实例以及通过JavaCompiler的getStandardFileManager()方法得到一个StandardFileManager对象。 * 最后通过CompilationTask中的call方法编译源程序。 */ public class DynamicEngine { //单例 private static DynamicEngine ourInstance = new DynamicEngine(); public static DynamicEngine getInstance() { return ourInstance; } private URLClassLoader parentClassLoader; private String classpath; private DynamicEngine() { //获取类加载器 this.parentClassLoader = (URLClassLoader) this.getClass().getClassLoader(); //创建classpath this.buildClassPath(); } /** * @MethodName : 创建classpath */ private void buildClassPath() { this.classpath = null; StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (URL url : this.parentClassLoader.getURLs()) { String p = url.getFile(); sb.append(p).append(File.pathSeparator); } this.classpath = sb.toString(); } /** * @MethodName : 编译java代码到Object * @Description : TODO * @param fullClassName 类名 * @param javaCode 类代码 * @return Object * @throws Exception */ public Object javaCodeToObject(String fullClassName, String javaCode) throws Exception { long start = System.currentTimeMillis(); //记录开始编译时间 Object instance = null; //获取系统编译器 JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler(); // 建立DiagnosticCollector对象 DiagnosticCollector<JavaFileObject> diagnostics = new DiagnosticCollector<JavaFileObject>(); // 建立用于保存被编译文件名的对象 // 每个文件被保存在一个从JavaFileObject继承的类中 ClassFileManager fileManager = new ClassFileManager(compiler.getStandardFileManager(diagnostics, null, null)); List<JavaFileObject> jfiles = new ArrayList<JavaFileObject>(); jfiles.add(new CharSequenceJavaFileObject(fullClassName, javaCode)); //使用编译选项可以改变默认编译行为。编译选项是一个元素为String类型的Iterable集合 List<String> options = new ArrayList<String>(); options.add("-encoding"); options.add("UTF-8"); options.add("-classpath"); options.add(this.classpath); JavaCompiler.CompilationTask task = compiler.getTask(null, fileManager, diagnostics, options, null, jfiles); // 编译源程序 boolean success = task.call(); if (success) { //如果编译成功，用类加载器加载该类 JavaClassObject jco = fileManager.getJavaClassObject(); DynamicClassLoader dynamicClassLoader = new DynamicClassLoader(this.parentClassLoader); Class clazz = dynamicClassLoader.loadClass(fullClassName,jco); instance = clazz.newInstance(); } else { //如果想得到具体的编译错误，可以对Diagnostics进行扫描 String error = ""; for (Diagnostic diagnostic : diagnostics.getDiagnostics()) { error += compilePrint(diagnostic); } } long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("javaCodeToObject use:"+(end-start)+"ms"); return instance; } /** * @MethodName : compilePrint * @Description : 输出编译错误信息 * @param diagnostic * @return */ private String compilePrint(Diagnostic diagnostic) { System.out.println("Code:" + diagnostic.getCode()); System.out.println("Kind:" + diagnostic.getKind()); System.out.println("Position:" + diagnostic.getPosition()); System.out.println("Start Position:" + diagnostic.getStartPosition()); System.out.println("End Position:" + diagnostic.getEndPosition()); System.out.println("Source:" + diagnostic.getSource()); System.out.println("Message:" + diagnostic.getMessage(null)); System.out.println("LineNumber:" + diagnostic.getLineNumber()); System.out.println("ColumnNumber:" + diagnostic.getColumnNumber()); StringBuffer res = new StringBuffer(); res.append("Code:[" + diagnostic.getCode() + "]\n"); res.append("Kind:[" + diagnostic.getKind() + "]\n"); res.append("Position:[" + diagnostic.getPosition() + "]\n"); res.append("Start Position:[" + diagnostic.getStartPosition() + "]\n"); res.append("End Position:[" + diagnostic.getEndPosition() + "]\n"); res.append("Source:[" + diagnostic.getSource() + "]\n"); res.append("Message:[" + diagnostic.getMessage(null) + "]\n"); res.append("LineNumber:[" + diagnostic.getLineNumber() + "]\n"); res.append("ColumnNumber:[" + diagnostic.getColumnNumber() + "]\n"); return res.toString(); } }
DynamicClassLoader.java
package com.ths.platform.framework.dynamic; import java.net.URLClassLoader; import java.net.URL; /** * 自定义类加载器 */ public class DynamicClassLoader extends URLClassLoader { public DynamicClassLoader(ClassLoader parent) { super(new URL[0], parent); } public Class findClassByClassName(String className) throws ClassNotFoundException { return this.findClass(className); } public Class loadClass(String fullName, JavaClassObject jco) { byte[] classData = jco.getBytes(); return this.defineClass(fullName, classData, 0, classData.length); } }
DynaCompTest.java（测试类，从myclass文件中读出源码并在内存中编译）
package com.ths.platform.framework.dynamic; import sun.misc.IOUtils; import java.io.File; import java.io.FileInputStream; import java.io.InputStream; public class DynaCompTest { public static void main(String[] args) throws Exception { String fullName = "com.seeyon.proxy.MyClass"; File file = new File("/Users/yangyu/Downloads/myclass"); InputStream in = new FileInputStream(file); byte[] bytes = IOUtils.readFully(in, -1, false); String src = new String(bytes); in.close(); System.out.println(src); DynamicEngine de = DynamicEngine.getInstance(); Object instance = de.javaCodeToObject(fullName,src.toString()); System.out.println(instance); } }
/Users/yangyu/Downloads/myclass文件（这里使用文件，实际也可以在程序中直接拼凑String）
package com.seeyon.proxy; public class MyClass { public String say(String str){ return "hello"+str; } }
