最近一個專案中利用規則引擎，提供使用者拖拽式的靈活定義規則。這就要求根據資料庫資料動態生成物件處理特定規則的邏輯。如果手寫不僅每次都要修改程式碼，還要每次測試發版，而且無法靈活根據使用者定義的規則動態處理邏輯。所以想到將公共邏輯寫到父類實現，將特定邏輯根據字串動態生成子類處理。這就可以一勞永逸解決這個問題。

　　那就著手從Java如何根據字串模板在執行時動態生成物件。

　　Java是一門靜態語言，通常，我們需要的class在編譯的時候就已經生成了，為什麼有時候我們還想在執行時動態生成class呢？

　　經過一番網上資料查詢，由繁到簡的方式總結如下：

一、利用JDK自帶工具類實現

　　現在問題來了，動態生成位元組碼，難度有多大？

　　如果我們要自己直接輸出二進位制格式的位元組碼，在完成這個任務前，必須先認真閱讀JVM規範第4章，詳細瞭解class檔案結構。估計讀完規範後，兩個月過去了。

　　所以，第一種方法，自己動手，從零開始建立位元組碼，理論上可行，實際上很難。

　　第二種方法，使用已有的一些能操作位元組碼的庫，幫助我們建立class。

　　目前，能夠操作位元組碼的開源庫主要有CGLib和Javassist兩種，它們都提供了比較高階的API來操作位元組碼，最後輸出為class檔案。

比如CGLib，典型的用法如下：

Enhancer e = new Enhancer();
e.setSuperclass(...);
e.setStrategy(new DefaultGeneratorStrategy() {
  protected ClassGenerator transform(ClassGenerator cg) {
    return new TransformingGenerator(cg,new AddPropertyTransformer(new String[]{ "foo" },new Class[] { Integer.TYPE }));
  }});
Object obj = e.create();

比自己生成class要簡單，但是，要學會它的API還是得花大量的時間，並且，上面的程式碼很難看懂對不對？

有木有更簡單的方法？

有！

Java的編譯器是javac，但是，在很早很早的時候，Java的編譯器就已經用純Java重寫了，自己能編譯自己，行業黑話叫“自舉”。從Java 1.6開始，編譯器介面正式放到JDK的公開API中，於是，我們不需要建立新的程序來呼叫javac，而是直接使用編譯器API來編譯原始碼。

使用起來也很簡單：

JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();
int compilationResult = compiler.run(null,null,'/path/Test.java');

這麼寫編譯是沒啥問題，問題是我們在記憶體中建立了Java程式碼後，必須先寫到檔案，再編譯，最後還要手動讀取class檔案內容並用一個ClassLoader載入。

有木有更簡單的方法？

有！

其實Java編譯器根本不關心原始碼的內容是從哪來的，你給它一個String當作原始碼，它就可以輸出byte[]作為class的內容。

所以，我們需要參考Java Compiler API的文件，讓Compiler直接在記憶體中完成編譯，輸出的class內容就是byte[]。

Map<String,byte[]> results;
JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();
StandardJavaFileManager stdManager = compiler.getStandardFileManager(null,null);
try (MemoryJavaFileManager manager = new MemoryJavaFileManager(stdManager)) {
  JavaFileObject javaFileObject = manager.makeStringSource(fileName,source);
  CompilationTask task = compiler.getTask(null,manager,Arrays.asList(javaFileObject));
  if (task.call()) {
    results = manager.getClassBytes();
  }
}

上述程式碼的幾個關鍵在於：

用MemoryJavaFileManager替換JDK預設的StandardJavaFileManager，以便在編譯器請求原始碼內容時，不是從檔案讀取，而是直接返回String；

用MemoryOutputJavaFileObject替換JDK預設的SimpleJavaFileObject，以便在接收到編譯器生成的byte[]內容時，不寫入class檔案，而是直接儲存在記憶體中。

最後，編譯的結果放在Map<String,byte[]>中，Key是類名，對應的byte[]是class的二進位制內容。

為什麼編譯後不是一個byte[]呢？

因為一個.java的原始檔編譯後可能有多個.class檔案！只要包含了靜態類、匿名類等，編譯出的class肯定多於一個。

如何載入編譯後的class呢？

載入class相對而言就容易多了，我們只需要建立一個ClassLoader，覆寫findClass()方法：

class MemoryClassLoader extends URLClassLoader {

  Map<String,byte[]> classBytes = new HashMap<String,byte[]>();

  public MemoryClassLoader(Map<String,byte[]> classBytes) {
    super(new URL[0],MemoryClassLoader.class.getClassLoader());
    this.classBytes.putAll(classBytes);
  }

  @Override
  protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
    byte[] buf = classBytes.get(name);
    if (buf == null) {
      return super.findClass(name);
    }
    classBytes.remove(name);
    return defineClass(name,buf,buf.length);
  }
}

總結以上，那麼我們來編寫一個Java指令碼引擎吧：

https://github.com/barrywang88/compiler

https://github.com/barrywang88/compiler.git

二、利用三方Jar包實現

利用三方包com.itranswarp.compiler來實現：

1. 引入Maven依賴包：

<dependency>
  <groupId>com.itranswarp</groupId>
  <artifactId>compiler</artifactId>
  <version>1.0</version>
</dependency>

2. 編寫工具類

public class StringCompiler {
  public static Object run(String source,String...args) throws Exception {
    // 宣告類名
    String className = "Main";
    String packageName = "top.fomeiherz";
    // 宣告包名：package top.fomeiherz;
    String prefix = String.format("package %s;",packageName);
    // 全類名：top.fomeiherz.Main
    String fullName = String.format("%s.%s",packageName,className);
    
    // 編譯器
    JavaStringCompiler compiler = new JavaStringCompiler();
    // 編譯：compiler.compile("Main.java",source)
    Map<String,byte[]> results = compiler.compile(className + ".java",prefix + source);
    // 載入記憶體中byte到Class<?>物件
    Class<?> clazz = compiler.loadClass(fullName,results);
    // 建立例項
    Object instance = clazz.newInstance();
    Method mainMethod = clazz.getMethod("main",String[].class);
    // String[]陣列時必須使用Object[]封裝
    // 否則會報錯：java.lang.IllegalArgumentException: wrong number of arguments
    return mainMethod.invoke(instance,new Object[]{args});
  }
}

3. 測試執行

public class StringCompilerTest {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    // 傳入String型別的程式碼
    String source = "import java.util.Arrays;public class Main" +
        "{" +
        "public static void main(String[] args) {" +
        "System.out.println(Arrays.toString(args));" +
        "}" +
        "}";
    StringCompiler.run(source,"1","2");
  }
}

三、利用Groovy指令碼實現

以上兩種方式嘗試過，後來發現Groovy原生就支援指令碼動態生成物件。

1. 引入Groovy maven依賴

<dependency>
  <groupId>org.codehaus.groovy</groupId>
  <artifactId>groovy-all</artifactId>
  <version>2.4.13</version>
 </dependency>

2. 直接上測試程式碼

@Test
  public void testGroovyClasses() throws Exception {
    //groovy提供了一種將字串文字程式碼直接轉換成Java Class物件的功能
    GroovyClassLoader groovyClassLoader = new GroovyClassLoader();
    //裡面的文字是Java程式碼,但是我們可以看到這是一個字串我們可以直接生成對應的Class<?>物件,而不需要我們寫一個.java檔案
    Class<?> clazz = groovyClassLoader.parseClass("package com.xxl.job.core.glue;\n" +
        "\n" +
        "public class Main {\n" +
        "\n" +
        "  public int age = 22;\n" +
        "  \n" +
        "  public void sayHello() {\n" +
        "    System.out.println(\"年齡是:\" + age);\n" +
        "  }\n" +
        "}\n");
    Object obj = clazz.newInstance();
    Method method = clazz.getDeclaredMethod("sayHello");
    method.invoke(obj);

    Object val = method.getDefaultValue();
    System.out.println(val);
  }

以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支援我們。