Java实现类似eval()函数或exec()函数的功能

一篇参考博客：http://www.cnblogs.com/fangwenyu/archive/2011/10/12/2209051.html

在Python中有一个exec()函数，同样在JavaScript中有一个eval()函数，这两个函数有一个相似的特点，那就是可以在里面传入一段Python代码或者JavaScript代码，发现竟然可以运行该代码。

但是遗憾的是，Java中并不存在这样的函数，于是突发奇想，我们可不可以在Java中实现一个类似的函数，用来执行Java代码呢？

我们知道，Python和JavaScript属于脚本语言，也就是非编译型语言，它们并不存在先编译后执行的过程的。而Java、C++这种编译型的语言，一般都是先编译，后执行。对于Java来说，编译生成.class文件，然后JVM运行.class文件。而我们如果想要将Java代码传入方法中，然后运行，那么就不能采用传统的编译+运行了，采用Java提供的动态编译和动态加载的机制。

1、动态编译。

我们可以调用Process执行javac。但这种方式坦白来说不好。因为javac的命令参数写法和操作系统有关，也就是windows和linux的写法有少量不同。后来发现jdk提供一个动态编译的类。

JavaCompiler javac;

javac = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();

int compilationResult = javac.run(null,null,null, "-g","-verbose",javaFile);

这样就可以动态进行编译。前两个参数是输入参数、输出参数，我觉得没有什么用，第三个参数是编译输出信息，默认输出到System.out.err里面。从第四个参数开始，就是javac的参数，可以用数组，也可以直接逗号分割。

2、动态加载。

动态加载实际就是调用ClassLoader。当然需要反射机制调用其中的一个内部方法，使之变成外部可调用的方法。

File file = new File("/Users/yangming/Work/DevWorkSpace/ssac/gx_hx/test/");

URLClassLoader classloader = (URLClassLoader) ClassLoader.getSystemClassLoader();

Method add = URLClassLoader.class.getDeclaredMethod("addURL", new Class[]{URL.class});

add.setAccessible(true); //表示Method在使用时应该取消Java语言的访问权限检查

add.invoke(classloader, new Object[]{file.toURI().toURL()});

Class c = classloader.loadClass("Test");

Object o = c.newInstance();

Method m = c.getDeclaredMethod("getString");

m.invoke(o, null);

这样就完成了类的动态加载。

下面我通过一个简单的例子加以说明，写一个eval()方法，可以执行System.out.println("Hello, " + str);这行代码：

Eval.java:

package com.darrenchan;

import java.lang.reflect.Method;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

import javax.tools.JavaCompiler;
import javax.tools.JavaFileObject;
import javax.tools.SimpleJavaFileObject;
import javax.tools.StandardJavaFileManager;
import javax.tools.ToolProvider;

public class Eval {
    /*
     * 从java6版本开始，已经支持动态编译了，你可以在运行期直接编译.java文件，执行.class文件，并且能够获得相关的输入输出，
     * 甚至还能监听相关的事件。
     * java的动态编译提供了多种渠道，比如，可以动态编译一个字符串，也可以是文本文件，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字节码，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。下面我演示一下，如何动态编译一个字符串。
     */
    /**
     * Java动态编译演示
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // Java源代码
        String sourceStr = "public class Hello{public String sayHello(String name){return "Hello, "+name;}}";
        // 类及文件名
        String clsName = "Hello";
        // 方法名
        String methodName = "sayHello";
        /**
         * 当前编译器：注意，如果是用的jdk1.6的版本（建议使用jdk1.7，1.7是没有任何问题的），ToolProvider.
         * getSystemJavaCompiler()拿到的对象将会为null，
         * 原因是需要加载的Tools.jar不在jdk安装目录的jre目录下，需要手动将lib目录下的该jar包拷贝到jre下去，详情请参考：
         * http://www.cnblogs.com/fangwenyu/archive/2011/10/12/2209051.html
         */
        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(new String[] { "-d", "./bin" }));
        // 要编译的单元
        List<JavaFileObject> jfos = Arrays.asList(new JavaFileObject[] { jfo });
        // 设置编译环境
        JavaCompiler.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);
            // 第一个参数是执行该方法的主调，后面若干个参数是执行该方法时传入该方法的实参
            String str = (String) m.invoke(obj, "陈驰");
            System.out.println(str);
        }
    }
}

StringJavaObject.java:

package com.darrenchan;

import java.io.IOException;
import java.net.URI;

import javax.tools.SimpleJavaFileObject;

public 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);  
        this.content = content;  
    }  
      
    /** 
     * 产生一个URL资源路径 
     */  
    private static URI _createStringJavaObjectUri(String javaFileName) {  
        //注意此处未设置包名  
        return URI.create("String:///" + javaFileName + Kind.SOURCE.extension);  
    }  
  
    /** 
     * 文本文件代码 
     */  
    @Override  
    public CharSequence getCharContent(boolean ignoreEncodingErrors)  
            throws IOException {  
        return content;  
    }  
}

经过测试，最终的运行结果符合预期，如下所示：