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Java SE 6 新特性: 编译器 API

發布時間：2025/4/5 java 26 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 Java SE 6 新特性: 编译器 API 小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

新 API 功能簡介

JDK 6 提供了在運行時調用編譯器的 API，后面我們將假設把此 API 應用在 JSP 技術中。在傳統的 JSP 技術中，服務器處理 JSP 通常需要進行下面 6 個步驟：

分析 JSP 代碼；

生成 Java 代碼；

將 Java 代碼寫入存儲器；

啟動另外一個進程并運行編譯器編譯 Java 代碼；

將類文件寫入存儲器；

服務器讀入類文件并運行；

但如果采用運行時編譯，可以同時簡化步驟 4 和 5，節約新進程的開銷和寫入存儲器的輸出開銷，提高系統效率。實際上，在 JDK 5 中，Sun 也提供了調用編譯器的編程接口。然而不同的是，老版本的編程接口并不是標準 API 的一部分，而是作為 Sun 的專有實現提供的，而新版則帶來了標準化的優點。

新 API 的第二個新特性是可以編譯抽象文件，理論上是任何形式的對象 —— 只要該對象實現了特定的接口。有了這個特性，上述例子中的步驟 3 也可以省略。整個 JSP 的編譯運行在一個進程中完成，同時消除額外的輸入輸出操作。

第三個新特性是可以收集編譯時的診斷信息。作為對前兩個新特性的補充，它可以使開發人員輕松的輸出必要的編譯錯誤或者是警告信息，從而省去了很多重定向的麻煩。

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運行時編譯 Java 文件

在 JDK 6 中，類庫通過?javax.tools?包提供了程序運行時調用編譯器的 API。從這個包的名字 tools 可以看出，這個開發包提供的功能并不僅僅限于編譯器。工具還包括 javah、jar、pack200 等，它們都是 JDK 提供的命令行工具。這個開發包希望通過實現一個統一的接口，可以在運行時調用這些工具。在 JDK 6 中，編譯器被給予了特別的重視。針對編譯器，JDK 設計了兩個接口，分別是?JavaCompiler?和JavaCompiler.CompilationTask。

下面給出一個例子，展示如何在運行時調用編譯器。

指定編譯文件名稱（該文件必須在 CLASSPATH 中可以找到）：String fullQuanlifiedFileName = "compile" + java.io.File.separator +"Target.java";
獲得編譯器對象：?JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();

通過調用?ToolProvider?的?getSystemJavaCompiler?方法，JDK 提供了將當前平臺的編譯器映射到內存中的一個對象。這樣使用者可以在運行時操縱編譯器。JavaCompiler?是一個接口，它繼承了?javax.tools.Tool?接口。因此，第三方實現的編譯器，只要符合規范就能通過統一的接口調用。同時，tools 開發包希望對所有的工具提供統一的運行時調用接口。相信將來，ToolProvider?類將會為更多地工具提供getSystemXXXTool?方法。tools 開發包實際為多種不同工具、不同實現的共存提供了框架。

編譯文件：int result = compiler.run(null, null, null, fileToCompile);

獲得編譯器對象之后，可以調用?Tool.run?方法對源文件進行編譯。Run?方法的前三個參數，分別可以用來重定向標準輸入、標準輸出和標準錯誤輸出，null?值表示使用默認值。清單 1?給出了一個完整的例子：

清單 1. 程序運行時編譯文件

01 package compile; 02 import java.util.Date; 03 public class Target { 04 public void doSomething(){ 05 Date date = new Date(10, 3, 3); // 這個構造函數被標記為deprecated, 編譯時會// 向錯誤輸出輸出信息。 06 System.out.println("Doing..."); 07 } 08 }09 package compile; 10 import javax.tools.*; 11 import java.io.FileOutputStream; 12 public class Compiler { 13 public static void main(String[] args) throws Exception{ 14 String fullQuanlifiedFileName = "compile" + java.io.File.separator +"Target.java"; 15 JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();16 FileOutputStream err = new FileOutputStream("err.txt");17 int compilationResult = compiler.run(null, null, err, fullQuanlifiedFileName);18 if(compilationResult == 0){ 19 System.out.println("Done"); 20 } else { 21 System.out.println("Fail"); 22 } 23 } 24 }

首先運行 <JDK60_INSTALLATION_DIR>\bin\javac Compiler.java，然后運行 <JDK60_INSTALLATION_DIR>\jdk1.6.0\bin\java compile.Compiler。屏幕上將輸出?Done?，并會在當前目錄生成一個 err.txt 文件，文件內容如下：

Note: compile/Target.java uses or overrides a deprecated API. Note: Recompile with -Xlint:deprecation for details.

仔細觀察?run?方法，可以發現最后一個參數是?String...arguments，是一個變長的字符串數組。它的實際作用是接受傳遞給 javac 的參數。假設要編譯 Target.java 文件，并顯示編譯過程中的詳細信息。命令行為：javac Target.java -verbose。相應的可以將 17 句改為：

int compilationResult = compiler.run(null, null, err, “-verbose”，fullQuanlifiedFileName);

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編譯非文本形式的文件

JDK 6 的編譯器 API 的另外一個強大之處在于，它可以編譯的源文件的形式并不局限于文本文件。JavaCompiler?類依靠文件管理服務可以編譯多種形式的源文件。比如直接由內存中的字符串構造的文件，或者是從數據庫中取出的文件。這種服務是由?JavaFileManager?類提供的。通常的編譯過程分為以下幾個步驟：

解析 javac 的參數；

在 source path 和/或 CLASSPATH 中查找源文件或者 jar 包；

處理輸入，輸出文件；

在這個過程中，JavaFileManager?類可以起到創建輸出文件，讀入并緩存輸出文件的作用。由于它可以讀入并緩存輸入文件，這就使得讀入各種形式的輸入文件成為可能。JDK 提供的命令行工具，處理機制也大致相似，在未來的版本中，其它的工具處理各種形式的源文件也成為可能。為此，新的 JDK 定義了?javax.tools.FileObject?和?javax.tools.JavaFileObject?接口。任何類，只要實現了這個接口，就可以被JavaFileManager?識別。

如果要使用?JavaFileManager，就必須構造?CompilationTask。JDK 6 提供了?JavaCompiler.CompilationTask?類來封裝一個編譯操作。這個類可以通過：

JavaCompiler.getTask (Writer out, JavaFileManager fileManager,DiagnosticListener<? super JavaFileObject> diagnosticListener,Iterable<String> options,Iterable<String> classes,Iterable<? extends JavaFileObject> compilationUnits )

方法得到。關于每個參數的含義，請參見 JDK 文檔。傳遞不同的參數，會得到不同的?CompilationTask。通過構造這個類，一個編譯過程可以被分成多步。進一步，CompilationTask?提供了?setProcessors(Iterable<? extends Processor>processors)?方法，用戶可以制定處理 annotation 的處理器。圖 1 展示了通過?CompilationTask?進行編譯的過程：

圖 1. 使用 CompilationTask 進行編譯

下面的例子通過構造?CompilationTask?分多步編譯一組 Java 源文件。

清單 2. 構造 CompilationTask 進行編譯

01 package math;02 public class Calculator { 03 public int multiply(int multiplicand, int multiplier) { 04 return multiplicand * multiplier; 05 } 06 }07 package compile; 08 import javax.tools.*; 09 import java.io.FileOutputStream; 10 import java.util.Arrays; 11 public class Compiler { 12 public static void main(String[] args) throws Exception{ 13 String fullQuanlifiedFileName = "math" + java.io.File.separator +"Calculator.java"; 14 JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler(); 15 StandardJavaFileManager fileManager =compiler.getStandardFileManager(null, null, null);16 Iterable<? extends JavaFileObject> files =fileManager.getJavaFileObjectsFromStrings(Arrays.asList(fullQuanlifiedFileName)); 17 JavaCompiler.CompilationTask task = compiler.getTask(null, fileManager, null, null, null, files);18 Boolean result = task.call(); 19 if( result == true ) { 20 System.out.println("Succeeded"); 21 } 22 } 23 }

以上是第一步，通過構造一個?CompilationTask?編譯了一個 Java 文件。14-17 行實現了主要邏輯。第 14 行，首先取得一個編譯器對象。由于僅僅需要編譯普通文件，因此第 15 行中通過編譯器對象取得了一個標準文件管理器。16 行，將需要編譯的文件構造成了一個?Iterable?對象。最后將文件管理器和?Iterable?對象傳遞給?JavaCompiler?的?getTask?方法，取得了?JavaCompiler.CompilationTask?對象。

接下來第二步，開發者希望生成?Calculator?的一個測試類，而不是手工編寫。使用 compiler API，可以將內存中的一段字符串，編譯成一個 CLASS 文件。

清單 3. 定制 JavaFileObject 對象

01 package math; 02 import java.net.URI; 03 public class StringObject extends SimpleJavaFileObject{ 04 private String contents = null; 05 public StringObject(String className, String contents) throws Exception{ 06 super(new URI(className), Kind.SOURCE); 07 this.contents = contents; 08 }09 public CharSequence getCharContent(boolean ignoreEncodingErrors) throws IOException { 10 return contents; 11 } 12 }

SimpleJavaFileObject?是?JavaFileObject?的子類，它提供了默認的實現。繼承?SimpleJavaObject?之后，只需要實現?getCharContent?方法。如?清單 3?中的 9-11 行所示。接下來，在內存中構造?Calculator?的測試類?CalculatorTest，并將代表該類的字符串放置到StringObject?中，傳遞給?JavaCompiler?的?getTask?方法。清單 4?展現了這些步驟。

清單 4. 編譯非文本形式的源文件

01 package math; 02 import javax.tools.*; 03 import java.io.FileOutputStream; 04 import java.util.Arrays; 05 public class AdvancedCompiler { 06 public static void main(String[] args) throws Exception{07 // Steps used to compile Calculator 08 // Steps used to compile StringObject09 // construct CalculatorTest in memory 10 JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler(); 11 StandardJavaFileManager fileManager =compiler.getStandardFileManager(null, null, null); 12 JavaFileObject file = constructTestor(); 13 Iterable<? extends JavaFileObject> files = Arrays.asList(file); 14 JavaCompiler.CompilationTask task = compiler.getTask (null, fileManager, null, null, null, files);15 Boolean result = task.call(); 16 if( result == true ) { 17 System.out.println("Succeeded"); 18 } 19 }20 private static SimpleJavaFileObject constructTestor() { 21 StringBuilder contents = new StringBuilder("package math;" +"class CalculatorTest {\n" +" public void testMultiply() {\n" +" Calculator c = new Calculator();\n" +" System.out.println(c.multiply(2, 4));\n" +" }\n" +" public static void main(String[] args) {\n" +" CalculatorTest ct = new CalculatorTest();\n" +" ct.testMultiply();\n" +" }\n" +"}\n"); 22 StringObject so = null; 23 try { 24 so = new StringObject("math.CalculatorTest", contents.toString()); 25 } catch(Exception exception) { 26 exception.printStackTrace(); 27 } 28 return so; 29 } 30 }

實現邏輯和?清單 2?相似。不同的是在 20-30 行，程序在內存中構造了?CalculatorTest?類，并且通過?StringObject?的構造函數，將內存中的字符串，轉換成了?JavaFileObject?對象。

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采集編譯器的診斷信息

第三個新增加的功能，是收集編譯過程中的診斷信息。診斷信息，通常指錯誤、警告或是編譯過程中的詳盡輸出。JDK 6 通過?Listener?機制，獲取這些信息。如果要注冊一個?DiagnosticListener，必須使用?CompilationTask?來進行編譯，因為 Tool 的?run?方法沒有辦法注冊Listener。步驟很簡單，先構造一個?Listener，然后傳遞給?JavaFileManager?的構造函數。清單 5?對?清單 2?進行了改動，展示了如何注冊一個?DiagnosticListener。

清單 5. 注冊一個 DiagnosticListener 收集編譯信息

01 package math;02 public class Calculator { 03 public int multiply(int multiplicand, int multiplier) { 04 return multiplicand * multiplier // deliberately omit semicolon, ADiagnosticListener // will take effect 05 } 06 }07 package compile; 08 import javax.tools.*; 09 import java.io.FileOutputStream; 10 import java.util.Arrays; 11 public class CompilerWithListener { 12 public static void main(String[] args) throws Exception{ 13 String fullQuanlifiedFileName = "math" + java.io.File.separator +"Calculator.java"; 14 JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler(); 15 StandardJavaFileManager fileManager =compiler.getStandardFileManager(null, null, null);16 Iterable<? extends JavaFileObject> files =fileManager.getJavaFileObjectsFromStrings(Arrays.asList(fullQuanlifiedFileName)); 17 DiagnosticCollector<JavaFileObject> collector =new DiagnosticCollector<JavaFileObject>(); 18 JavaCompiler.CompilationTask task = compiler.getTask(null, fileManager, collector, null, null, files);19 Boolean result = task.call(); 20 List<Diagnostic<? extends JavaFileObject>> diagnostics = collector.getDiagnostics(); 21 for(Diagnostic<? extends JavaFileObject> d : diagnostics){ 22 System.out.println("Line Number->" + d.getLineNumber()); 23 System.out.println("Message->"+ d.getMessage(Locale.ENGLISH)); 24 System.out.println("Source" + d.getCode()); 25 System.out.println("\n"); 26 }27 if( result == true ) { 28 System.out.println("Succeeded"); 29 } 30 } 31 }

在 17 行，構造了一個?DiagnosticCollector?對象，這個對象由 JDK 提供，它實現了?DiagnosticListener?接口。18 行將它注冊到CompilationTask?中去。一個編譯過程可能有多個診斷信息。每一個診斷信息，被抽象為一個?Diagnostic。20-26 行，將所有的診斷信息逐個輸出。編譯并運行 Compiler，得到以下輸出：

清單 6. DiagnosticCollector 收集的編譯信息

Line Number->5 Message->math/Calculator.java:5: ';' expected Source->compiler.err.expected

實際上，也可以由用戶自己定制。清單 7?給出了一個定制的?Listener。

清單 7. 自定義的 DiagnosticListener

01 class ADiagnosticListener implements DiagnosticListener<JavaFileObject>{ 02 public void report(Diagnostic<? extends JavaFileObject> diagnostic) { 03 System.out.println("Line Number->" + diagnostic.getLineNumber()); 04 System.out.println("Message->"+ diagnostic.getMessage(Locale.ENGLISH)); 05 System.out.println("Source" + diagnostic.getCode()); 06 System.out.println("\n"); 07 } 08 }

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總結

JDK 6 的編譯器新特性，使得開發者可以更自如的控制編譯的過程，這給了工具開發者更加靈活的自由度。通過 API 的調用完成編譯操作的特性，使得開發者可以更方便、高效地將編譯變為軟件系統運行時的服務。而編譯更廣泛形式的源代碼，則為整合更多的數據源及功能提供了強大的支持。相信隨著 JDK 的不斷完善，更多的工具將具有 API 支持，我們拭目以待。

原文：http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-jse64/index.html

轉載于:https://www.cnblogs.com/davidwang456/p/3850695.html

《新程序員》：云原生和全面數字化實踐50位技術專家共同創作，文字、視頻、音頻交互閱讀

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java SE 6 新特性: 编译器 API的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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