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Java动态编译要慎用

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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(onthe-fly),来看如下代码:

public class Client {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //Java 源代码
        Stri ng 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
        Java Compiler.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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