JavaCompiler --JDK6 API的简介

港控/mmm° 2022-07-13 07:44 155阅读 0赞

在非常多Java应用中需要在程式中调用Java编译器来编译和运行。但在早期的版本中(Java SE5及以前版本)中只能通过tools.jar中的com.sun.tools.javac包来调用Java编译器，但由于tools.jar不是标准的Java库，在使用时必须要设置这个jar的路径。而在Java SE6中为我们提供了标准的包来操作Java编译器，这就是javax.tools包。使用这个包，我们能不用将jar文件路径添加到classpath中了。

# **一、使用JavaCompiler接口来编译Java源程式** #

使用Java API来编译Java源程式有非常多方法，目前让我们来看一种最简单的方法，通过JavaCompiler进行编译。

我们能通过ToolProvider类的静态方法getSystemJavaCompiler来得到一个JavaCompiler接口的实例。

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="background:rgb(243,243,243)"> 　　JavaCompiler&nbsp;compiler&nbsp;=&nbsp;ToolProvider.getSystemJavaCompiler(); </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

JavaCompiler中最核心的方法是run。通过这个方法能编译java源程式。这个方法有3个固定参数和1个可变参数(可变参数是从Jave SE5开始提供的一个新的参数类型，用type… argu表示)。前3个参数分别用来为java编译器提供参数、得到Java编译器的输出信息及接收编译器的错误信息，后面的可变参数能传入一个或多个Java源程式文件。如果run编译成功，返回0。

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="background:rgb(243,243,243)"> 　　int&nbsp;run(InputStream&nbsp;in,&nbsp;OutputStream&nbsp;out,&nbsp;OutputStream&nbsp;err,&nbsp;String...&nbsp;arguments) </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

如果前3个参数传入的是null，那么run方法将以标准的输入、输出代替，即System.in、System.out和System.err。如果我们要编译一个test.java文件，并将使用标准输入输出，run的使用方法如下：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="background:rgb(243,243,243)"> 　　int&nbsp;results&nbsp;=&nbsp;tool.run(null,&nbsp;null,&nbsp;null,&nbsp;"test.java"); </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

下面是使用JavaCompiler的完整代码：

编译成功的输出结果：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="background:rgb(243,243,243)"> 　　编译成功 　　JavaCompiler测试成功 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

编译失败的输出结果：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="background:rgb(243,243,243)"> test.java:9: 未找到符号 符号： 方法 printlnln(java.lang.String) 位置： 类 java.io.PrintStream System.out.printlnln("JavaCompiler测试成功！"); ^ 1 错误 编译失败 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

# **二、使用StandardJavaFileManager编译Java源程式** #

在第一部分我们讨论调用java编译器的最容易的方法。这种方法能非常好地工作，但他确不能更有效地得到我们所需要的信息，如标准的输入、输出信息。而在Java SE6中最佳的方法是使用StandardJavaFileManager类。这个类能非常好地控制输入、输出，并且能通过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方法编译源程式。

在使用这种方法调用Java编译时最复杂的方法就是getTask，下面让我们讨论一下getTask方法。这个方法有如下所示的6个参数。

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="background:rgb(243,243,243)"> getTask(Writer out,JavaFileManager fileManager, DiagnosticListener&lt;? super JavaFileObject&gt; diagnosticListener, Iterable&lt;String&gt; options, Iterable&lt;String&gt; classes, Iterable&lt;? extends JavaFileObject&gt; compilationUnits) </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

这些参数大多数都可为null。他们的含义所下。

o ?out:：用于输出错误的流，默认是System.err。

o ?fileManager:：标准的文件管理。

o ?diagnosticListener: 编译器的默认行为。

o ?options: 编译器的选项

o ?classes：参和编译的class。

最后一个参数compilationUnits不能为null，因为这个对象保存了你想编译的Java文件。

在使用完getTask后，需要通过StandardJavaFileManager的getJavaFileObjectsFromFiles或getJavaFileObjectsFromStrings方法得到compilationUnits对象。调用这两个方法的方式如下：.

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="background:rgb(243,243,243)"> Iterable&lt;? extends JavaFileObject&gt; getJavaFileObjectsFromFiles( Iterable&lt;? extends File&gt; files) Iterable&lt;? extends JavaFileObject&gt; getJavaFileObjectsFromStrings( Iterable&lt;String&gt; names) String[] filenames = …; Iterable&lt;? extends JavaFileObject&gt; compilationUnits = fileManager.getJavaFileObjectsFromFiles(Arrays.asList(filenames)); JavaCompiler.CompilationTask task = compiler.getTask(null, fileManager, diagnostics, options, null, compilationUnits); </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

最后需要关闭fileManager.close();

下面是个完整的演示程式。

如果想得到具体的编译错误，能对Diagnostics进行扫描，代码如下：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="background:rgb(243,243,243)"> for (Diagnostic diagnostic : diagnostics.getDiagnostics()) System.out.printf( "Code: %s%n" + "Kind: %s%n" + "Position: %s%n" + "Start Position: %s%n" + "End Position: %s%n" + "Source: %s%n" + "Message: %s%n", diagnostic.getCode(), diagnostic.getKind(), diagnostic.getPosition(), diagnostic.getStartPosition(), diagnostic.getEndPosition(), diagnostic.getSource(), diagnostic.getMessage(null)); </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

被编译的test.java代码如下：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="background:rgb(243,243,243)"> public class test { 　public static void main(String[] args) throws Exception 　{ 　　aa; //错误语句 　　System.out.println("JavaCompiler测试成功！"); 　} } </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

在这段代码中多写了个aa，得到的编译错误为：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="background:rgb(243,243,243)"> Code: compiler.err.not.stmt Kind: ERROR Position: 89 Start Position: 89 End Position: 89 Source: test.java Message: test.java:5: 不是语句 Success: false </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

通过JavaCompiler进行编译都是在当前目录下生成.class文件，而使用编译选项能改动这个默认目录。编译选项是个元素为String类型的Iterable集合。如我们能使用如下代码在D盘根目录下生成.class文件。

在上面的例子中options处的参数为null，而要传递编译器的参数，就需要将options传入。

有时我们编译一个Java源程式文件，而这个源程式文件需要另几个Java文件，而这些Java文件又在另外一个目录，那么这就需要为编译器指定这些文件所在的目录。

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="background:rgb(243,243,243)"> Iterable&lt;String&gt; options = Arrays.asList("-sourcepath", "d:src"); </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

上面的代码指定的被编译Java文件所依赖的源文件所在的目录。

# **三、从内存中编译** #

JavaCompiler不仅能编译硬盘上的Java文件，而且还能编译内存中的Java代码，然后使用reflection来运行他们。我们能编写一个JavaSourceFromString类，通过这个类能输入Java原始码。一但建立这个对象，你能向其中输入任意的Java代码，然后编译和运行，而且无需向硬盘上写.class文件。

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="background:rgb(243,243,243)"> import java.lang.reflect.*; import java.io.*; import javax.tools.*; import javax.tools.JavaCompiler.CompilationTask; import java.util.*; import java.net.*; public class test_compilerapi { 　private static void compilerJava() throws Exception 　{ 　　JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler(); 　　DiagnosticCollector&lt;JavaFileObject&gt; diagnostics = new DiagnosticCollector&lt;JavaFileObject&gt;(); 　　// 定义一个StringWriter类，用于写Java程式 　　StringWriter writer = new StringWriter(); 　　PrintWriter out = new PrintWriter(writer); 　　// 开始写Java程式 　　out.println("public class HelloWorld {"); 　　out.println(" public static void main(String args[]) {"); 　　out.println(" System.out.println("Hello, World");"); 　　out.println(" }"); 　　out.println("}"); 　　out.close(); 　　//为这段代码取个名子：HelloWorld，以便以后使用reflection调用 　　JavaFileObject file = new JavaSourceFromString("HelloWorld", writer.toString()); 　　Iterable&lt;? extends JavaFileObject&gt; compilationUnits = Arrays.asList(file); 　　JavaCompiler.CompilationTask task = compiler.getTask(null, null, 　　　diagnostics, null, null, compilationUnits); 　　boolean success = task.call(); 　　System.out.println("Success: " + success); 　　// 如果成功，通过reflection执行这段Java程式 　　if (success) 　　{ 　　　System.out.println("-----输出-----"); 　　　Class.forName("HelloWorld").getDeclaredMethod("main", new Class[] { String[].class }).invoke(null, new Object[] { null }); 　　　System.out.println("-----输出 -----"); 　　} 　} 　public static void main(String args[]) throws Exception } // 用于传递源程式的JavaSourceFromString类 class JavaSourceFromString extends SimpleJavaFileObject { 　final String code; 　JavaSourceFromString(String name, String code) 　{ 　　super(URI.create("string:///" + name.replace(’.’, ’/’)+ Kind.SOURCE.extension), Kind.SOURCE); 　　this.code = code; 　} 　@Override 　public CharSequence getCharContent(boolean ignoreEncodingErrors) 　{ 　　return code; 　} } </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

public interface JavaCompiler  
extends Tool, OptionChecker  
  
从程序中调用 Java™ 编程语言编译器的接口。  
  
编译过程中，编译器可能生成诊断信息（例如，错误消息）。如果提供了诊断侦听器，那么诊断信息将被提供给该侦听器。如果没有提供侦听器，那么除非另行指定，否则诊断信息将被格式化为未指定的格式，并被写入到默认输出 System.err。即使提供了诊断侦听器，某些诊断信息也可能不适合 Diagnostic，并将被写入到默认输出。  
  
编译器工具具有关联的标准文件管理器，此文件管理器是工具本地的（或内置的）。可以通过调用 getStandardFileManager 获取该标准文件管理器。  
  
只要满足下面方法详细描述中的任意附加需求，编译器工具就必须与文件管理器一起运行。如果没有提供文件管理器，则编译器工具将使用标准文件管理器，比如 getStandardFileManager 返回的标准文件管理器。  
  
实现此接口的实例必须符合 Java Language Specification 并遵照 Java Virtual Machine 规范生成类文件。Tool 接口中定义了这些规范的版本。 此外，支持 SourceVersion.RELEASE\_6 或更高版本的此接口的实例还必须支持注释处理。  
  
编译器依赖于两种服务：诊断侦听器和文件管理器。虽然此包中的大多数类和接口都定义了编译器（和一般工具）的 API，但最好不要在应用程序中使用接口 DiagnosticListener、JavaFileManager、FileObject 和 JavaFileObject。应该实现这些接口，用于为编译器提供自定义服务，从而定义编译器的 SPI。  
  
此包中有很多类和接口，它们被设计用于简化 SPI 的实现，以自定义编译器行为：  
  
StandardJavaFileManager  
    实现此接口的每个编译器都提供一个标准的文件管理器，以便在常规文件上进行操作。StandardJavaFileManager 接口定义了从常规文件创建文件对象的其他方法。  
  
    标准文件管理器有两个用途：  
  
        \* 自定义编译器如何读写文件的基本构建块  
        \* 在多个编译任务之间共享  
  
    重新使用文件管理器可能会减少扫描文件系统和读取 jar 文件的开销。标准文件管理器必须与多个顺序编译共同工作，尽管这样做并不能减少开销，下例是建议的编码模式：

Java代码

1. Files[] files1 = ...; // input for first compilation task 2. Files[] files2 = ...; // input for second compilation task 3. 4. JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler(); 5. StandardJavaFileManager fileManager = compiler.getStandardFileManager(null, null, null); 6. 7. Iterable<? extends JavaFileObject> compilationUnits1 = 8. fileManager.getJavaFileObjectsFromFiles(Arrays.asList(files1)); 9. compiler.getTask(null, fileManager, null, null, null, compilationUnits1).call(); 10. 11. Iterable<? extends JavaFileObject> compilationUnits2 = 12. fileManager.getJavaFileObjects(files2); // use alternative method 13. // reuse the same file manager to allow caching of jar files 14. compiler.getTask(null, fileManager, null, null, null, compilationUnits2).call(); 15. 16. fileManager.close(); Files[] files1 = ...; // input for first compilation task Files[] files2 = ...; // input for second compilation task JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler(); StandardJavaFileManager fileManager = compiler.getStandardFileManager(null, null, null); Iterable<? extends JavaFileObject> compilationUnits1 = fileManager.getJavaFileObjectsFromFiles(Arrays.asList(files1)); compiler.getTask(null, fileManager, null, null, null, compilationUnits1).call(); Iterable<? extends JavaFileObject> compilationUnits2 = fileManager.getJavaFileObjects(files2); // use alternative method // reuse the same file manager to allow caching of jar files compiler.getTask(null, fileManager, null, null, null, compilationUnits2).call(); fileManager.close();

DiagnosticCollector  
    用于将诊断信息收集在一个列表中，例如：

Java代码

1. Iterable<? extends JavaFileObject> compilationUnits = ...; 2. JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler(); 3. DiagnosticCollector<JavaFileObject> diagnostics = new DiagnosticCollector<JavaFileObject>(); 4. StandardJavaFileManager fileManager = compiler.getStandardFileManager(diagnostics, null, null); 5. compiler.getTask(null, fileManager, diagnostics, null, null, compilationUnits).call(); 6. 7. for (Diagnostic diagnostic :diagnostics.getDiagnostics()) 8. System.out.format("Error on line %d in %d%n", 9. diagnostic.getLineNumber() 10. diagnostic.getSource().toUri()); 11. 12. fileManager.close(); Iterable<? extends JavaFileObject> compilationUnits = ...; JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler(); DiagnosticCollector<JavaFileObject> diagnostics = new DiagnosticCollector<JavaFileObject>(); StandardJavaFileManager fileManager = compiler.getStandardFileManager(diagnostics, null, null); compiler.getTask(null, fileManager, diagnostics, null, null, compilationUnits).call(); for (Diagnostic diagnostic :diagnostics.getDiagnostics()) System.out.format("Error on line %d in %d%n", diagnostic.getLineNumber() diagnostic.getSource().toUri()); fileManager.close();

ForwardingJavaFileManager、ForwardingFileObject 和 ForwardingJavaFileObject  
    子类化不可用于重写标准文件管理器的行为，因为标准文件管理器是通过调用编译器上的方法创建的，而不是通过调用构造方法创建的。应该使用转发（或委托）。允许自定义行为时，这些类使得将多个调用转发到给定文件管理器或文件对象变得容易。例如，考虑如何将所有的调用记录到 JavaFileManager.flush()：

Java代码

1. final Logger logger = ...; 2. Iterable<? extends JavaFileObject> compilationUnits = ...; 3. JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler(); 4. StandardJavaFileManager stdFileManager = compiler.getStandardFileManager(null, null, null); 5. JavaFileManager fileManager = new ForwardingJavaFileManager(stdFileManager) { 6. public void flush() { 7. logger.entering(StandardJavaFileManager.class.getName(), "flush"); 8. super.flush(); 9. logger.exiting(StandardJavaFileManager.class.getName(), "flush"); 10. } 11. }; 12. compiler.getTask(null, fileManager, null, null, null, compilationUnits).call(); final Logger logger = ...; Iterable<? extends JavaFileObject> compilationUnits = ...; JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler(); StandardJavaFileManager stdFileManager = compiler.getStandardFileManager(null, null, null); JavaFileManager fileManager = new ForwardingJavaFileManager(stdFileManager) { public void flush() { logger.entering(StandardJavaFileManager.class.getName(), "flush"); super.flush(); logger.exiting(StandardJavaFileManager.class.getName(), "flush"); } }; compiler.getTask(null, fileManager, null, null, null, compilationUnits).call();

SimpleJavaFileObject  
    此类提供基本文件对象实现，该实现可用作创建文件对象的构建块。例如，下例显示了如何定义表示存储在字符串中的源代码的文件对象：

Java代码

1. /** 2. * A file object used to represent source coming from a string. 3. */ 4. public class JavaSourceFromString extends SimpleJavaFileObject { 5. /** 6. * The source code of this "file". 7. */ 8. final String code; 9. 10. /** 11. * Constructs a new JavaSourceFromString. 12. * @param name the name of the compilation unit represented by this file object 13. * @param code the source code for the compilation unit represented by this file object 14. */ 15. JavaSourceFromString(String name, String code) { 16. super(URI.create("string:///" + name.replace('.','/') + Kind.SOURCE.extension), 17. Kind.SOURCE); 18. this.code = code; 19. } 20. 21. @Override 22. public CharSequence getCharContent(boolean ignoreEncodingErrors) { 23. return code; 24. } 25. } /** * A file object used to represent source coming from a string. */ public class JavaSourceFromString extends SimpleJavaFileObject { /** * The source code of this "file". */ final String code; /** * Constructs a new JavaSourceFromString. * @param name the name of the compilation unit represented by this file object * @param code the source code for the compilation unit represented by this file object */ JavaSourceFromString(String name, String code) { super(URI.create("string:///" + name.replace('.','/') + Kind.SOURCE.extension), Kind.SOURCE); this.code = code; } @Override public CharSequence getCharContent(boolean ignoreEncodingErrors) { return code; } }