內(nèi)容: 編寫(xiě)可以響應(yīng)運(yùn)行時(shí)變化的代碼摘要你曾經(jīng)希望你的java代碼能夠像JSP一樣是動(dòng)態(tài)的嗎？它可以在運(yùn)行時(shí)被修改和重新編譯，同時(shí)你的應(yīng)用程序自動(dòng)更新。本文闡述了如何讓你的代碼動(dòng)態(tài)化。同樣的，你的一些源代碼將會(huì)被直接部署，而不是編譯好的字節(jié)碼。這些源代碼的任何改變都將引起這些源代碼的再編譯和類(lèi)的重新裝載。然后你的應(yīng)用程序就會(huì)運(yùn)行在新的類(lèi)上，用戶將立即看到這種改變。本文不僅講述了運(yùn)行時(shí)源碼編輯和類(lèi)裝載，而且還提出一個(gè)將動(dòng)態(tài)代碼與其調(diào)用者分離的設(shè)計(jì)方案。調(diào)用者保存對(duì)動(dòng)態(tài)代碼的一個(gè)靜態(tài)引用，而不管動(dòng)態(tài)代碼運(yùn)行時(shí)如何再次裝載，調(diào)用者總能訪問(wèn)最新的類(lèi)且不用更新引用。這樣，動(dòng)態(tài)代碼改變對(duì)客戶是透明的。JSP是一種比servlets更有彈性的技術(shù)，因?yàn)樗梢皂憫?yīng)運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)改變。你可以想象一個(gè)普通的java類(lèi)也有這種動(dòng)態(tài)的能力嗎？如果你能修改服務(wù)的執(zhí)行而不用重新部署和更新應(yīng)用程序，將會(huì)是很有趣的。文章說(shuō)明了如何編寫(xiě)動(dòng)態(tài)的代碼。它討論運(yùn)行時(shí)源碼編輯，類(lèi)的再裝載，和讓動(dòng)態(tài)類(lèi)的修改對(duì)它的調(diào)用者透明的代理設(shè)計(jì)模式。版權(quán)聲明：任何獲得Matrix授權(quán)的網(wǎng)站，轉(zhuǎn)載時(shí)請(qǐng)務(wù)必保留以下作者信息和鏈接作者:Li Yang;Amydeng原文:http://www.javaworld.com/javaworld/jw-06-2006/jw-0612-dynamic.htmlMatrix:http://www.matrix.org.cn/resource/article/44/44615_Java+Dynamic+Code.html關(guān)鍵字:Java;動(dòng)態(tài)代碼一個(gè)動(dòng)態(tài)java代碼的例子讓我們以一個(gè)動(dòng)態(tài)java代碼的例子開(kāi)始來(lái)闡釋真正的動(dòng)態(tài)代碼意味著什么，為下文的討論做鋪墊。請(qǐng)?jiān)谠创a中找到這個(gè)例子完整的源代碼。這個(gè)例子是一個(gè)簡(jiǎn)單的依靠名叫Postman的服務(wù)的java應(yīng)用程序。Postman服務(wù)是一個(gè)java接口，僅包括一個(gè)方法，deliverMessage():public interface Postman { void deliverMessage(String msg);}這項(xiàng)服務(wù)的簡(jiǎn)單執(zhí)行是向控制臺(tái)打印消息。執(zhí)行類(lèi)是動(dòng)態(tài)的代碼。這個(gè)類(lèi)，PostmanImpl，僅是一個(gè)普通的 java類(lèi)，如果不是展開(kāi)它的源碼代替它的已編譯好的二進(jìn)制碼：public class PostmanImpl implements Postman { private PrintStream output; public PostmanImpl() { output = System.out; } public void deliverMessage(String msg) { output.println(' Postman ' + msg); output.flush(); }}使用Postman服務(wù)的應(yīng)用程序如下。在main()方法里，循環(huán)從控制行讀取消息并通過(guò)Postman服務(wù)進(jìn)行傳遞：public class PostmanApp { public static void main(String[] args) throws Exception { BufferedReader sysin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); // Obtain a Postman instance Postman postman = getPostman(); while (true) { System.out.print('Enter a message: '); String msg = sysin.readLine(); postman.deliverMessage(msg); } } private static Postman getPostman() { // Omit for now, will come back later }}執(zhí)行這個(gè)應(yīng)用程序，輸入一些信息，你將看到控制臺(tái)輸出如下（你可以下載該例子并自行運(yùn)行）： DynaCode Init class sample.PostmanImplEnter a message: hello world Postman hello worldEnter a message: what a nice day! Postman what a nice day!Enter a message: 現(xiàn)在讓我們來(lái)看看動(dòng)態(tài)的東西。 不要停止應(yīng)用程序，讓我們修改PostmanImpl的源碼。新的執(zhí)行程序?qū)?huì)把所有的信息輸出到一個(gè)文本文件，而不是控制臺(tái)。// MODIFIED VERSIONpublic class PostmanImpl implements Postman { private PrintStream output; // Start of modification public PostmanImpl() throws IOException { output = new PrintStream(new FileOutputStream('msg.txt')); } // End of modification public void deliverMessage(String msg) { output.println(' Postman ' + msg); output.flush(); }}回到應(yīng)用程序，輸入更多信息，將會(huì)發(fā)生什么呢？是的，信息都到文本文件里去了。看控制臺(tái)： DynaCode Init class sample.PostmanImplEnter a message: hello world Postman hello worldEnter a message: what a nice day! Postman what a nice day!Enter a message: I wanna go to the text file. DynaCode Init class sample.PostmanImplEnter a message: me too!Enter a message: 注意 DynaCode 初始類(lèi)sample.PostmanImpl再次出現(xiàn)了，說(shuō)明類(lèi)PostmanImpl被再次編譯和裝載了。如果你檢查文本文件msg.txt（在working目錄下），你會(huì)看到如下內(nèi)容： Postman I wanna go to the text file. Postman me too!令人驚訝，對(duì)吧？我們可以在運(yùn)行時(shí)更新Postman服務(wù)，這種改變對(duì)應(yīng)用程序是完全透明的。（注意應(yīng)用程序使用了相同的Postman實(shí)例來(lái)訪問(wèn)各種執(zhí)行程序的版本。）實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)代碼的四個(gè)步驟讓我來(lái)揭示在這種表象后面到底發(fā)生了什么。基本上，構(gòu)成動(dòng)態(tài)代碼分四個(gè)步驟：+部署選擇的部分源代碼并監(jiān)控源代碼文件的變化+在運(yùn)行時(shí)編譯java代碼+在運(yùn)行時(shí)裝載/重裝載java類(lèi)+將最新的類(lèi)鏈接給它的調(diào)用者部署選擇的部分源代碼并監(jiān)控源代碼文件的變化在開(kāi)始寫(xiě)一些動(dòng)態(tài)的代碼之前，我們必須回答的第一個(gè)問(wèn)題是，“哪部分代碼應(yīng)該是動(dòng)態(tài)的——整個(gè)應(yīng)用程序還是僅僅某些類(lèi)？從技術(shù)上來(lái)講，這部分是沒(méi)什么約束的。你可以在運(yùn)行時(shí)裝載/重裝載任何java類(lèi)。但是在更多的情況下，只有部分代碼需要這種靈活性。Postman的例子示范了一種典型的選擇動(dòng)態(tài)類(lèi)的模式。不管系統(tǒng)是如何構(gòu)成的，最終，總有諸如服務(wù)，子系統(tǒng)，組件這樣的組裝塊。這些組裝塊相對(duì)獨(dú)立，通過(guò)預(yù)先定義的接口，互相暴露出了自己的功能。在接口后面，是自由變化的執(zhí)行程序，只要它符合接口定義的限制。這是我們所需要的動(dòng)態(tài)類(lèi)的明確的性質(zhì)。簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)就是：選擇實(shí)現(xiàn)類(lèi)作為動(dòng)態(tài)類(lèi)。文章的其余部分，我們做如下關(guān)于選擇動(dòng)態(tài)類(lèi)的假設(shè)：+被選擇的實(shí)現(xiàn)了的java接口從而暴露出自己的功能。+被選擇的動(dòng)態(tài)類(lèi)的執(zhí)行程序不保留任何關(guān)于其客戶的狀態(tài)信息（類(lèi)似無(wú)狀態(tài)的會(huì)話bean），這樣動(dòng)態(tài)類(lèi)的實(shí)例可以互相替換。請(qǐng)注意這種假設(shè)不是必要的。這樣做只是為了讓動(dòng)態(tài)代碼的實(shí)現(xiàn)稍簡(jiǎn)單一些，以便我們可以集中更多的精力到概念和機(jī)制上去。利用心中選定好的動(dòng)態(tài)類(lèi)，配置源碼是很簡(jiǎn)單的任務(wù)。圖1指出了Postman例子的文件結(jié)構(gòu)。 Figure 1. The file structure of the Postman example我們知道“src是源碼，“bin是二進(jìn)制碼。一件值得注意的事情是動(dòng)態(tài)代碼目錄，它包括了動(dòng)態(tài)類(lèi)的源文件。這兒的例子中，只有一個(gè)文件——PostmanImpl.java。bin和動(dòng)態(tài)代碼的目錄是需要用來(lái)運(yùn)行應(yīng)用程序的，src在配置時(shí)是不需要的。檢查文件改變可以通過(guò)比較修改時(shí)間和文件大小實(shí)現(xiàn)。我們的例子中，對(duì)PostmanImpl.java的檢查是每次調(diào)用一個(gè)基于Postman接口的方法。要不，你也可以產(chǎn)生一個(gè)后臺(tái)線程來(lái)有規(guī)則地檢查文件改變。這可能會(huì)為大規(guī)模的應(yīng)用程序帶來(lái)更好的性能。運(yùn)行時(shí)編譯java代碼探測(cè)到源碼被改變后，我們要面臨編譯的問(wèn)題。將實(shí)際的編譯工作委派給某個(gè)已經(jīng)存在的java編譯器的話，運(yùn)行時(shí)編輯就不成問(wèn)題了。許多java編譯器都是可用的，但在本文中，我們使用包含在Sun的 java SE平臺(tái)的javac編譯器（java SE是Sun為J2SE的新命名）。最簡(jiǎn)單的方式，你可以僅用一條語(yǔ)句編譯java文件,這需要系統(tǒng)在類(lèi)路徑上包含javac編譯器的tools.jar（你可以在/lib/下找到tools.jar）：int errorCode = com.sun.tools.javac.Main.compile(new String[] { '-classpath', 'bin', '-d', '/temp/dynacode_classes', 'dynacode/sample/PostmanImpl.java' });類(lèi)com.sun.tools.javac.Main是javac編譯器的程序接口。它為編譯java源文件提供靜態(tài)的方法。如上所述的執(zhí)行，與運(yùn)行從命令行運(yùn)行javac有相同的效果。它利用指定的類(lèi)路徑bin編譯了源文件dynacode/sample/PostmanImpl.java，并輸出其類(lèi)文件到目的文件目錄/temp/dynacode_classes。如果編譯出錯(cuò), 則會(huì)返回一個(gè)整型值。0意味著成功；其他的數(shù)字說(shuō)明某些地方編譯出錯(cuò)了。com.sun.tools.javac.Main類(lèi)還提供了另外一個(gè)compile()方法，接受附加的PrintWriter參數(shù)，如下代碼所示。如果編譯失敗的話,詳細(xì)的出錯(cuò)信息將會(huì)被輸出到PrintWriter。 // Defined in com.sun.tools.javac.Main public static int compile(String[] args); public static int compile(String[] args, PrintWriter out);我想大部分的開(kāi)發(fā)者應(yīng)該都熟悉javac編譯器，所以這里我就講這么多了。要看更多的如何使用編譯器的信息，請(qǐng)參考Resources。運(yùn)行時(shí)裝載/再裝載java類(lèi)編譯好的類(lèi)在起作用之前必須被裝載進(jìn)來(lái)。Java在類(lèi)裝載方面是靈活的。它定義了一個(gè)全面的類(lèi)裝載機(jī)制，提供了幾個(gè)類(lèi)裝載器的實(shí)現(xiàn)。（關(guān)于類(lèi)裝載的更多信息，看Resources。）下面的例子代碼展示了如何裝載和再裝載類(lèi)。基本的想法是利用我們自己的URLClassLoader裝載動(dòng)態(tài)的類(lèi)。不論何時(shí)源碼改變和重新編譯了，我們拋棄掉舊的類(lèi)（因?yàn)樯院髸?huì)有垃圾收集）并創(chuàng)造一個(gè)新的URLClassLoader來(lái)再次裝載該類(lèi)。 // The dir contains the compiled classes. File classesDir = new File('/temp/dynacode_classes/'); // The parent classloader ClassLoader parentLoader = Postman.class.getClassLoader(); // Load class 'sample.PostmanImpl' with our own classloader. URLClassLoader loader1 = new URLClassLoader( new URL[] { classesDir.toURL() }, parentLoader); Class cls1 = loader1.loadClass('sample.PostmanImpl'); Postman postman1 = (Postman) cls1.newInstance(); /* * Invoke on postman1 ... * Then PostmanImpl.java is modified and recompiled. */ // Reload class 'sample.PostmanImpl' with a new classloader. URLClassLoader loader2 = new URLClassLoader( new URL[] { classesDir.toURL() }, parentLoader); Class cls2 = loader2.loadClass('sample.PostmanImpl'); Postman postman2 = (Postman) cls2.newInstance(); /* * Work with postman2 from now on ... * Don't worry about loader1, cls1, and postman1 * they will be garbage collected automatically. */創(chuàng)造你自己的類(lèi)裝載器時(shí)注意parentLoader。基本上，父類(lèi)裝載器必須提供所有的子類(lèi)裝載器所需要的（依賴的）相關(guān)內(nèi)容。在例子代碼中，動(dòng)態(tài)類(lèi)PostmanImpl依賴接口Postman；這就是我們利用Postman的類(lèi)裝載器作父類(lèi)裝載器的原因。我們離完成動(dòng)態(tài)代碼還差一步。回想早先介紹的例子。那里，動(dòng)態(tài)類(lèi)再裝載對(duì)它的調(diào)用者是透明的。但在上述例子代碼中，當(dāng)代碼改變時(shí)，我們?nèi)员仨毟淖儚膒ostman1到postman2的服務(wù)實(shí)例。第四步即最后一步將移除這種手動(dòng)改變的需要。連接最新的類(lèi)到它的調(diào)用者對(duì)于一個(gè)靜態(tài)引用，我們?nèi)绾卧L問(wèn)最新的動(dòng)態(tài)類(lèi)呢？顯然，一個(gè)對(duì)動(dòng)態(tài)類(lèi)的對(duì)象直接(通常都是這樣)的引用是不會(huì)成功的。我們需要介于客戶和動(dòng)態(tài)類(lèi)之間的東西——代理。（關(guān)于代理模式請(qǐng)參閱著名的《設(shè)計(jì)模式》一書(shū)。）這里，代理是一個(gè)作為動(dòng)態(tài)類(lèi)的訪問(wèn)接口的功能類(lèi)。客戶不能直接調(diào)用動(dòng)態(tài)類(lèi)；要用代理代替。然后代理指向后端動(dòng)態(tài)類(lèi)的調(diào)用。圖2顯示了這種協(xié)作。 Figure 2. Collaboration of the proxy當(dāng)動(dòng)態(tài)類(lèi)重新裝載時(shí)，我們僅需更新代理和動(dòng)態(tài)類(lèi)之間的鏈接即可，客戶繼續(xù)用同樣的代理實(shí)例來(lái)訪問(wèn)被重新轉(zhuǎn)載的類(lèi)。圖3顯示了這種協(xié)作。 Figure 3. Collaboration of the proxy with reloaded dynamic class這樣，動(dòng)態(tài)類(lèi)的改變對(duì)它的調(diào)用者就是透明的了。Java反射API包括了一個(gè)創(chuàng)建代理的方便的工具。類(lèi)java.lang.reflect.Proxy提供了靜態(tài)的方法，讓你為任何java接口創(chuàng)建代理實(shí)例。下面的例子為接口Postman創(chuàng)建了一個(gè)代理。（如果你對(duì)java.lang.reflect.Proxy不熟悉，請(qǐng)?jiān)诶^續(xù)往下看之前看看javadoc。） InvocationHandler handler = new DynaCodeInvocationHandler(...); Postman proxy = (Postman) Proxy.newProxyInstance( Postman.class.getClassLoader(), new Class[] { Postman.class }, handler);返回的proxy是匿名類(lèi)的一個(gè)對(duì)象，它與Postman接口共享了同一個(gè)類(lèi)裝載器（newProxyInstance()方法的第一個(gè)參數(shù)）并執(zhí)行Postman接口（第二個(gè)參數(shù)）。Proxy實(shí)例的方法調(diào)用被分配給handler的invoke()方法（第三個(gè)參數(shù)）。Handler的執(zhí)行程序可能看起來(lái)如下：public class DynaCodeInvocationHandler implements InvocationHandler { public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { // Get an instance of the up-to-date dynamic class Object dynacode = getUpToDateInstance(); // Forward the invocation return method.invoke(dynacode, args); }}invoke()方法獲得最新的動(dòng)態(tài)類(lèi)實(shí)例并且調(diào)用它。如果動(dòng)態(tài)類(lèi)的源碼文件被修改了的話,這可能導(dǎo)致源代碼的編輯和類(lèi)的重新裝載。現(xiàn)在我們有了完整的Postman服務(wù)的動(dòng)態(tài)代碼。客戶創(chuàng)建一個(gè)服務(wù)的代理并通過(guò)該代理調(diào)用deliverMessage()方法。代理的每次調(diào)用被分配到DynaCodeInvocationHandler類(lèi)的invoke()方法。在那個(gè)方法里，將會(huì)得到可能需要源碼編譯和類(lèi)的重新裝載的最新的服務(wù)實(shí)現(xiàn)，然后，調(diào)用服務(wù)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行實(shí)際的處理。把它們放到一起我們講述了動(dòng)態(tài)java代碼需要的所有竅門(mén)。是時(shí)候把它們放到一起來(lái)建立一些可重用的東西了。我們可以通過(guò)建立一個(gè)工具, 從而壓縮以上四個(gè)步驟，使得采用動(dòng)態(tài)代碼變得更簡(jiǎn)單。 Postman例子會(huì)依賴于這個(gè)名叫DynaCode的工具。記得PostmanApp應(yīng)用程序和它的省略方法getPostman()吧？是時(shí)候展示它了：public class PostmanApp { public static void main(String[] args) throws Exception { // ...... } private static Postman getPostman() { DynaCode dynacode = new DynaCode(); dynacode.addSourceDir(new File('dynacode')); return (Postman) dynacode.newProxyInstance(Postman.class, 'sample.PostmanImpl'); }}看看getPostman()方法是如何創(chuàng)建一個(gè)動(dòng)態(tài)的Postman服務(wù)、創(chuàng)建一個(gè)DynaCode實(shí)例、指定一個(gè)源目錄、返回一個(gè)某些動(dòng)態(tài)執(zhí)行程序的代理的。為了使用你自己的動(dòng)態(tài)java代碼，你只是需要寫(xiě)三行代碼。其它事情都由內(nèi)部的DynaCode負(fù)責(zé)。自己試試吧（DynaCode的源碼包含在例子中）。我不會(huì)更進(jìn)一步的講解DynaCode的細(xì)節(jié)了，但是作為我們所講的技術(shù)回顧，看看圖4的序列圖，以理解DynaCode是如何高水平工作的。 Figure 4. Sequence diagram of DynaCode. Click on thumbnail to view full-sized image.結(jié)論在這篇文章中，我介紹了動(dòng)態(tài)java代碼的思想和實(shí)現(xiàn)它的步驟。我包含了諸如運(yùn)行時(shí)源碼編輯，類(lèi)的重裝載和代理設(shè)計(jì)模式等主題。雖然這些話題一個(gè)都不新鮮，但把它們放在一起，我們?yōu)槠胀ǖ膉ava類(lèi)創(chuàng)建了一個(gè)有趣的動(dòng)態(tài)的未來(lái)，它們能夠像JSP一樣在運(yùn)行時(shí)被修改和更新。在Resources中提供了一個(gè)例子作為示范。它包括一個(gè)可以重用的叫DynaCode的實(shí)用程序，可以讓你的動(dòng)態(tài)代碼更容易編寫(xiě)。我想以討論動(dòng)態(tài)代碼的價(jià)值和應(yīng)用作結(jié)：動(dòng)態(tài)代碼可以快速響安全變化的要求。它可以被用來(lái)實(shí)現(xiàn)真實(shí)的動(dòng)態(tài)服務(wù)和時(shí)時(shí)改變的業(yè)務(wù)規(guī)則，代替工作流的任務(wù)節(jié)點(diǎn)中使用的嵌入式腳本。動(dòng)態(tài)代碼也減輕了應(yīng)用程序維護(hù)和大大減少了由應(yīng)用軟件重新部署引起的故障。關(guān)于作者Li Yang在2004年4月加入了IBM，獲得Rational Unified Process認(rèn)證 （譯者注：RUP，統(tǒng)一軟件過(guò)程。是一個(gè)完善的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程框架，具有若干種即裝即用的實(shí)例，將項(xiàng)目管理、商業(yè)建模、分析與設(shè)計(jì)等，統(tǒng)一到一致的、貫穿整個(gè)開(kāi)發(fā)周期的處理過(guò)程。），是一個(gè)需求管理，和面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)的IBM Rational顧問(wèn)。他在服務(wù)器端技術(shù)，web架構(gòu)，java EE項(xiàng)目和java SE系統(tǒng)庫(kù)開(kāi)發(fā)方面有豐富的經(jīng)驗(yàn)。資源+Matrix:http://www.matrix.org.cn+源代碼: http://www.javaworld.com/javaworld/jw-06-2006/dynamic/jw-0612-dynamic.zip+Javac compiler documentation: http://java.sun.com/j2se/1.5.0/docs/tooldocs/solaris/javac.html Java, java, J2SE, j2se, J2EE, j2ee, J2ME, j2me, ejb, ejb3, JBOSS, jboss, spring, hibernate, jdo, struts, webwork, ajax, AJAX, mysql, MySQL, Oracle, Weblogic, Websphere, scjp, scjd 編寫(xiě)可以響應(yīng)運(yùn)行時(shí)變化的代碼摘要你曾經(jīng)希望你的java代碼能夠像JSP一樣是動(dòng)態(tài)的嗎？它可以在運(yùn)行時(shí)被修改和重新編譯，同時(shí)你的應(yīng)用程序自動(dòng)更新。本文闡述了如何讓你的代碼動(dòng)態(tài)化。同樣的，你的一些源代碼將會(huì)被?