內容: 編寫可以響應運行時變化的代碼摘要你曾經希望你的java代碼能夠像JSP一樣是動態的嗎？它可以在運行時被修改和重新編譯，同時你的應用程序自動更新。本文闡述了如何讓你的代碼動態化。同樣的，你的一些源代碼將會被直接部署，而不是編譯好的字節碼。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的重新裝載。然后你的應用程序就會運行在新的類上，用戶將立即看到這種改變。本文不僅講述了運行時源碼編輯和類裝載，而且還提出一個將動態代碼與其調用者分離的設計方案。調用者保存對動態代碼的一個靜態引用，而不管動態代碼運行時如何再次裝載，調用者總能訪問最新的類且不用更新引用。這樣，動態代碼改變對客戶是透明的。JSP是一種比servlets更有彈性的技術，因為它可以響應運行時的動態改變。你可以想象一個普通的java類也有這種動態的能力嗎？如果你能修改服務的執行而不用重新部署和更新應用程序，將會是很有趣的。文章說明了如何編寫動態的代碼。它討論運行時源碼編輯，類的再裝載，和讓動態類的修改對它的調用者透明的代理設計模式。版權聲明：任何獲得Matrix授權的網站，轉載時請務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關鍵字:Java;動態代碼一個動態java代碼的例子讓我們以一個動態java代碼的例子開始來闡釋真正的動態代碼意味著什么，為下文的討論做鋪墊。請在源碼中找到這個例子完整的源代碼。這個例子是一個簡單的依靠名叫Postman的服務的java應用程序。Postman服務是一個java接口，僅包括一個方法，deliverMessage():public interface Postman { void deliverMessage(String msg);}這項服務的簡單執行是向控制臺打印消息。執行類是動態的代碼。這個類，PostmanImpl，僅是一個普通的 java類，如果不是展開它的源碼代替它的已編譯好的二進制碼：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服務的應用程序如下。在main()方法里，循環從控制行讀取消息并通過Postman服務進行傳遞：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 }}執行這個應用程序，輸入一些信息，你將看到控制臺輸出如下（你可以下載該例子并自行運行）： 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: 現在讓我們來看看動態的東西。 不要停止應用程序，讓我們修改PostmanImpl的源碼。新的執行程序將會把所有的信息輸出到一個文本文件，而不是控制臺。// 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(); }}回到應用程序，輸入更多信息，將會發生什么呢？是的，信息都到文本文件里去了。看控制臺： 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sample.PostmanImpl再次出現了，說明類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），你會看到如下內容： Postman I wanna go to the text file. Postman me too!令人驚訝，對吧？我們可以在運行時更新Postman服務，這種改變對應用程序是完全透明的。（注意應用程序使用了相同的Postman實例來訪問各種執行程序的版本。）實現動態代碼的四個步驟讓我來揭示在這種表象后面到底發生了什么。基本上，構成動態代碼分四個步驟：+部署選擇的部分源代碼并監控源代碼文件的變化+在運行時編譯java代碼+在運行時裝載/重裝載java類+將最新的類鏈接給它的調用者部署選擇的部分源代碼并監控源代碼文件的變化在開始寫一些動態的代碼之前，我們必須回答的第一個問題是，“哪部分代碼應該是動態的——整個應用程序還是僅僅某些類？從技術上來講，這部分是沒什么約束的。你可以在運行時裝載/重裝載任何java類。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態類的模式。不管系統是如何構成的，最終，總有諸如服務，子系統，組件這樣的組裝塊。這些組裝塊相對獨立，通過預先定義的接口，互相暴露出了自己的功能。在接口后面，是自由變化的執行程序，只要它符合接口定義的限制。這是我們所需要的動態類的明確的性質。簡單說來就是：選擇實現類作為動態類。文章的其余部分，我們做如下關于選擇動態類的假設：+被選擇的實現了的java接口從而暴露出自己的功能。+被選擇的動態類的執行程序不保留任何關于其客戶的狀態信息（類似無狀態的會話bean），這樣動態類的實例可以互相替換。請注意這種假設不是必要的。這樣做只是為了讓動態代碼的實現稍簡單一些，以便我們可以集中更多的精力到概念和機制上去。利用心中選定好的動態類，配置源碼是很簡單的任務。圖1指出了Postman例子的文件結構。 Figure 1. The file structure of the Postman example我們知道“src是源碼，“bin是二進制碼。一件值得注意的事情是動態代碼目錄，它包括了動態類的源文件。這兒的例子中，只有一個文件——PostmanImpl.java。bin和動態代碼的目錄是需要用來運行應用程序的，src在配置時是不需要的。檢查文件改變可以通過比較修改時間和文件大小實現。我們的例子中，對PostmanImpl.java的檢查是每次調用一個基于Postman接口的方法。要不，你也可以產生一個后臺線程來有規則地檢查文件改變。這可能會為大規模的應用程序帶來更好的性能。運行時編譯java代碼探測到源碼被改變后，我們要面臨編譯的問題。將實際的編譯工作委派給某個已經存在的java編譯器的話，運行時編輯就不成問題了。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平臺的javac編譯器（java SE是Sun為J2SE的新命名）。最簡單的方式，你可以僅用一條語句編譯java文件,這需要系統在類路徑上包含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源文件提供靜態的方法。如上所述的執行，與運行從命令行運行javac有相同的效果。它利用指定的類路徑bin編譯了源文件dynacode/sample/PostmanImpl.java，并輸出其類文件到目的文件目錄/temp/dynacode_classes。如果編譯出錯, 則會返回一個整型值。0意味著成功；其他的數字說明某些地方編譯出錯了。com.sun.tools.javac.Main類還提供了另外一個compile()方法，接受附加的PrintWriter參數，如下代碼所示。如果編譯失敗的話,詳細的出錯信息將會被輸出到PrintWriter。 // Defined in com.sun.tools.javac.Main public static int compile(String[] args); public static int compile(String[] args, PrintWriter out);我想大部分的開發者應該都熟悉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，請參考Resources。運行時裝載/再裝載java類編譯好的類在起作用之前必須被裝載進來。Java在類裝載方面是靈活的。它定義了一個全面的類裝載機制，提供了幾個類裝載器的實現。（關于類裝載的更多信息，看Resources。）下面的例子代碼展示了如何裝載和再裝載類。基本的想法是利用我們自己的URLClassLoader裝載動態的類。不論何時源碼改變和重新編譯了，我們拋棄掉舊的類（因為稍后會有垃圾收集）并創造一個新的URLClassLoader來再次裝載該類。 // 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. */創造你自己的類裝載器時注意parentLoader。基本上，父類裝載器必須提供所有的子類裝載器所需要的（依賴的）相關內容。在例子代碼中，動態類PostmanImpl依賴接口Postman；這就是我們利用Postman的類裝載器作父類裝載器的原因。我們離完成動態代碼還差一步。回想早先介紹的例子。那里，動態類再裝載對它的調用者是透明的。但在上述例子代碼中，當代碼改變時，我們仍必須改變從postman1到postman2的服務實例。第四步即最后一步將移除這種手動改變的需要。連接最新的類到它的調用者對于一個靜態引用，我們如何訪問最新的動態類呢？顯然，一個對動態類的對象直接(通常都是這樣)的引用是不會成功的。我們需要介于客戶和動態類之間的東西——代理。（關于代理模式請參閱著名的《設計模式》一書。）這里，代理是一個作為動態類的訪問接口的功能類。客戶不能直接調用動態類；要用代理代替。然后代理指向后端動態類的調用。圖2顯示了這種協作。 Figure 2. Collaboration of the proxy當動態類重新裝載時，我們僅需更新代理和動態類之間的鏈接即可，客戶繼續用同樣的代理實例來訪問被重新轉載的類。圖3顯示了這種協作。 Figure 3. Collaboration of the proxy with reloaded dynamic class這樣，動態類的改變對它的調用者就是透明的了。Java反射API包括了一個創建代理的方便的工具。類java.lang.reflect.Proxy提供了靜態的方法，讓你為任何java接口創建代理實例。下面的例子為接口Postman創建了一個代理。（如果你對java.lang.reflect.Proxy不熟悉，請在繼續往下看之前看看javadoc。） InvocationHandler handler = new DynaCodeInvocationHandler(...); Postman proxy = (Postman) Proxy.newProxyInstance( Postman.class.getClassLoader(), new Class[] { Postman.class }, handler);返回的proxy是匿名類的一個對象，它與Postman接口共享了同一個類裝載器（newProxyInstance()方法的第一個參數）并執行Postman接口（第二個參數）。Proxy實例的方法調用被分配給handler的invoke()方法（第三個參數）。Handler的執行程序可能看起來如下：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()方法獲得最新的動態類實例并且調用它。如果動態類的源碼文件被修改了的話,這可能導致源代碼的編輯和類的重新裝載。現在我們有了完整的Postman服務的動態代碼。客戶創建一個服務的代理并通過該代理調用deliverMessage()方法。代理的每次調用被分配到DynaCodeInvocationHandler類的invoke()方法。在那個方法里，將會得到可能需要源碼編譯和類的重新裝載的最新的服務實現，然后，調用服務實現進行實際的處理。把它們放到一起我們講述了動態java代碼需要的所有竅門。是時候把它們放到一起來建立一些可重用的東西了。我們可以通過建立一個工具, 從而壓縮以上四個步驟，使得采用動態代碼變得更簡單。 Postman例子會依賴于這個名叫DynaCode的工具。記得PostmanApp應用程序和它的省略方法getPostman()吧？是時候展示它了：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()方法是如何創建一個動態的Postman服務、創建一個DynaCode實例、指定一個源目錄、返回一個某些動態執行程序的代理的。為了使用你自己的動態java代碼，你只是需要寫三行代碼。其它事情都由內部的DynaCode負責。自己試試吧（DynaCode的源碼包含在例子中）。我不會更進一步的講解DynaCode的細節了，但是作為我們所講的技術回顧，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.結論在這篇文章中，我介紹了動態java代碼的思想和實現它的步驟。我包含了諸如運行時源碼編輯，類的重裝載和代理設計模式等主題。雖然這些話題一個都不新鮮，但把它們放在一起，我們為普通的java類創建了一個有趣的動態的未來，它們能夠像JSP一樣在運行時被修改和更新。在Resources中提供了一個例子作為示范。它包括一個可以重用的叫DynaCode的實用程序，可以讓你的動態代碼更容易編寫。我想以討論動態代碼的價值和應用作結：動態代碼可以快速響安全變化的要求。它可以被用來實現真實的動態服務和時時改變的業務規則，代替工作流的任務節點中使用的嵌入式腳本。動態代碼也減輕了應用程序維護和大大減少了由應用軟件重新部署引起的故障。關于作者Li Yang在2004年4月加入了IBM，獲得Rational Unified Process認證 （譯者注：RUP，統一軟件過程。是一個完善的軟件開發過程框架，具有若干種即裝即用的實例，將項目管理、商業建模、分析與設計等，統一到一致的、貫穿整個開發周期的處理過程。），是一個需求管理，和面向對象分析與設計的IBM Rational顧問。他在服務器端技術，web架構，java EE項目和java SE系統庫開發方面有豐富的經驗。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 編寫可以響應運行時變化的代碼摘要你曾經希望你的java代碼能夠像JSP一樣是動態的嗎？它可以在運行時被修改和重新編譯，同時你的應用程序自動更新。本文闡述了如何讓你的代碼動態化。同樣的，你的一些源代碼將會被?