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在一般的Java应用开发过程中,开发人员使用Java的方式比较简单。打开惯用的IDE,编写Java源代码,再利用IDE提供的功能直接运行Java 程序就可以了。这种开发模式背后的过程是:开发人员编写的是Java源代码文件(.java),IDE会负责调用Java的编译器把Java源代码编译成平台无关的字节代码(byte code),以类文件的形式保存在磁盘上(.class)。Java虚拟机(JVM)会负责把Java字节代码加载并执行。Java通过这种方式来实现其“编写一次,到处运行(Write once, run anywhere)” 的目标。Java类文件中包含的字节代码可以被不同平台上的JVM所使用。Java字节代码不仅可以以文件形式存在于磁盘上,也可以通过网络方式来下载,还可以只存在于内存中。JVM中的类加载器会负责从包含字节代码的字节数组(byte[])中定义出Java类。在某些情况下,可能会需要动态的生成 Java字节代码,或是对已有的Java字节代码进行修改。这个时候就需要用到本文中将要介绍的相关技术。首先介绍一下如何动态编译Java源文件。
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动态编译Java源文件
在一般情况下,开发人员都是在程序运行之前就编写完成了全部的Java源代码并且成功编译。对有些应用来说,Java源代码的内容在运行时刻才能确定。这个时候就需要动态编译源代码来生成Java字节代码,再由JVM来加载执行。典型的场景是很多算法竞赛的在线评测系统(如PKU JudgeOnline),允许用户上传Java代码,由系统在后台编译、运行并进行判定。在动态编译Java源文件时,使用的做法是直接在程序中调用Java编译器。
JSR 199引入了Java编译器API。如果使用JDK 6的话,可以通过此API来动态编译Java代码。比如下面的代码用来动态编译最简单的Hello World类。该Java类的代码是保存在一个字符串中的。
01 public class CompilerTest {
02 public static void main(String[] args) throws Exception {
03 String source = "public class Main { public static void main(String[] args) {System.out.println(\"Hello World!\");} }";
04 JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();
05 StandardJavaFileManager fileManager = compiler.getStandardFileManager(null, null, null);
06 StringSourceJavaObject sourceObject = newCompilerTest.StringSourceJavaObject("Main", source);
07 Iterable extends JavaFileObject fileObjects = Arrays.asList(sourceObject);
08 CompilationTask task = compiler.getTask(null, fileManager, null,null, null, fileObjects);
09 boolean result = task.call();
10 if (result) {
11 System.out.println("编译成功。");
12 }
13 }
14
15 static class StringSourceJavaObject extends SimpleJavaFileObject {
16
17 private String content = null;
18 public StringSourceJavaObject(String name, String content) ??throwsURISyntaxException {
19 super(URI.create("string:///" + name.replace('.','/') + Kind.SOURCE.extension), Kind.SOURCE);
20 this.content = content;
21 }
22
23 public CharSequence getCharContent(boolean ignoreEncodingErrors) ??throws IOException {
24 return content;
25 }
26 }
27 }
如果不能使用JDK 6提供的Java编译器API的话,可以使用JDK中的工具类com.sun.tools.javac.Main,不过该工具类只能编译存放在磁盘上的文件,类似于直接使用javac命令。
另外一个可用的工具是Eclipse JDT Core提供的编译器。这是Eclipse Java开发环境使用的增量式Java编译器,支持运行和调试有错误的代码。该编译器也可以单独使用。Play框架在内部使用了JDT的编译器来动态编译Java源代码。在开发模式下,Play框架会定期扫描项目中的Java源代码文件,一旦发现有修改,会自动编译 Java源代码。因此在修改代码之后,刷新页面就可以看到变化。使用这些动态编译的方式的时候,需要确保JDK中的tools.jar在应用的 CLASSPATH中。
下面介绍一个例子,是关于如何在Java里面做四则运算,比如求出来(3+4)*7-10的值。一般的做法是分析输入的运算表达式,自己来模拟计算过程。考虑到括号的存在和运算符的优先级等问题,这样的计算过程会比较复杂,而且容易出错。另外一种做法是可以用JSR 223引入的脚本语言支持,直接把输入的表达式当做JavaScript或是JavaFX脚本来执行,得到结果。下面的代码使用的做法是动态生成Java源代码并编译,接着加载Java类来执行并获取结果。这种做法完全使用Java来实现。
01 private static double calculate(String expr) throws CalculationException {
02 String className = "CalculatorMain";
03 String methodName = "calculate";
04 String source = "public class " + className
05 + " { public static double " + methodName + "() { return " + expr +"; } }";
06 //省略动态编译Java源代码的相关代码,参见上一节
07 boolean result = task.call();
08 if (result) {
09 ClassLoader loader = Calculator.class.getClassLoader();
10 try {
11 Class? clazz = loader.loadClass(className);
12 Method method = clazz.getMethod(methodName, new Class?[] {});
13 Object value = method.invoke(null, new Object[] {});
14 return (Double) value;
15 } catch (Exception e) {
16 throw new CalculationException("内部错误。");
17 }
18 } else {
19 throw new CalculationException("错误的表达式。");
20 }
21 }
上面的代码给出了使用动态生成的Java字节代码的基本模式,即通过类加载器来加载字节代码,创建Java类的对象的实例,再通过Java反射API来调用对象中的方法。
Java字节代码增强
Java 字节代码增强指的是在Java字节代码生成之后,对其进行修改,增强其功能。这种做法相当于对应用程序的二进制文件进行修改。在很多Java框架中都可以见到这种实现方式。Java字节代码增强通常与Java源文件中的注解(annotation)一块使用。注解在Java源代码中声明了需要增强的行为及相关的元数据,由框架在运行时刻完成对字节代码的增强。Java字节代码增强应用的场景比较多,一般都集中在减少冗余代码和对开发人员屏蔽底层的实现细节上。用过JavaBeans的人可能对其中那些必须添加的getter/setter方法感到很繁琐,并且难以维护。而通过字节代码增强,开发人员只需要声明Bean中的属性即可,getter/setter方法可以通过修改字节代码来自动添加。用过JPA的人,在调试程序的时候,会发现实体类中被添加了一些额外的 域和方法。这些域和方法是在运行时刻由JPA的实现动态添加的。字节代码增强在面向方面编程(AOP)的一些实现中也有使用。
代码1:int static b;
代码2:this.a = 10;
代码3:Ca.b = 10;
代码4:m1();
代码5:new Ca().m2();
代码6:System.out.println(Ca.b);
代码7:System.out.println(s1.b);
代码8:System.out.println(s2.b);
代码2赋值问题,在静态的m1()方法中,不能直接调用非静态的变量,可以调用自身this对象。
在静态的方法中,可以直接调用静态的变量和方法,其它的要实例后再调用。希望回答对你有所帮助。
嗯,你说的没错,可以看一下java8的官方文档
forEach(Consumer? super E action)
Performs the given action for each element of the Iterable
until all elements have been processed or the action throws an
exception.
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作者:青虹
链接:
来源:知乎
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。
代码如下:
package lamda;
import java.util.function.Function;
import java.util.function.IntToDoubleFunction;
public class Recursive {
public static void main(String[] args) {
IntToDoubleFunction[] foo = {null};
foo[0] = x - (x == 0) ? 1 : x * foo[0].applyAsDouble(x - 1);
System.out.println(foo[0].applyAsDouble(10));
// fuck generics
FunctionInteger, Integer[] fuckRecusive = new Function[1];
fuckRecusive[0] = (x) - x == 1 ? 1 : x * (fuckRecusive[0]).apply(x - 1);
System.out.println(fuckRecusive[0].apply(10));
}
}
为了支持函数式编程,Java 8引入了Lambda表达式.
在Java 8中采用的是内部类来实现Lambda表达式.具体实现代码,可以通过debug看, 同时通过字节码查看工具及反编译工具来验证.
自从lambda表达式成为Java语言的一部分之后,Java集合(Collections)API就面临着大幅变化。而JSR 355(规定了Java lambda表达式的标准)的正式启用更是使得Java集合API变的过时不堪。
尽管我们可以从头实现一个新的集合框架(比如“Collection II”),但取代现有的集合框架是一项非常艰难的工作,因为集合接口渗透了Java生态系统的每个角落,将它们一一换成新类库需要相当长的时间。因此,我们决定采取演化的策略(而非推倒重来)以改进集合API: 为现有的接口(例如Collection,List和Stream)增加扩展方法;
在类库中增加新的流(stream,即java.util.stream.Stream)抽象以便进行聚集(aggregation)操作;
改造现有的类型使之可以提供流视图(stream view);
改造现有的类型使之可以容易的使用新的编程模式,这样用户就不必抛弃使用以久的类库,例如ArrayList和HashMap
(当然这并不是说集合API会常驻永存,毕竟集合API在设计之初并没有考虑到lambda表达式。我们可能会在未来的JDK中添加一个更现代的集合类库)。
除了上面的改进,还有一项重要工作就是提供更加易用的并行(Parallelism)库。尽管Java平台已经对并行和并发提供了强有力的支持,然而开发者在实际工作(将串行代码并行化)中仍然会碰到很多问题。因此,我们希望Java类库能够既便于编写串行代码也便于编写并行代码,因此我们把编程的重点从具体执行细节(how computation should be formed)转移到抽象执行步骤(what computation should be perfomed)。