如何用maven将java8写的代码编译为java6平台的

Posted 2023-03-14

　　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。
　　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。 参考技术A 改变编译器版本

java之java代码的执行机制

要在JVM中执行java代码必须要编译为class文件，JDK是如何将Java代码编译为class文件，这种机制通常被称为Java源码编译机制。

1、JVM定义了class文件的格式，但是并没有定义如何将java源码编译为class文件，各个厂商在实现JDK时候通常会将符合java语言规范的源码编译为class文件的编译器，如JDK就是javac

javac编译生成class文件的步骤如下：

1、分析和输入到符号表 (Parse and Enter )

Parse过程所做的为词法和语法分析，词法分析(com.sun.tools.javac.parser.Scanner)要完成的是将代码字符串转变为token序列（例如Token.EQ(name：=)）；语法分析(com.sun.tools.javac.parser.Parser)要完成的是根据语法由token序列生成抽象语法树。

Enter(com.sun,tools,javac.comp.Enter)过程为将符号输入到符号表，通常包括确定类的超类型和接口，根据需要添加默认构造器，将类中出现的符号输入类自身的符号表中等。

2、注解处理（Annotation Processing）

该步骤主要用于处理用户自定的Annotation，可能带来的好处是基于annotation来生成附加的代码或进行一些特殊的检查，从而节省一些共用的代码的编写，例如当采用Lombok时，可大大减少代码量，编译是引入Lombok对实体进行编译后，再通过javap查看class文件，发现自动成get set toString等方法，此功能基于JSR269,在JDK1.6中提供支持，在Annotation Processing进行后，再次进入Parse and Enter步骤

3、语义分析和生成class文件(Analyse and Generate)

Analyse步骤基于抽象语法树进行一系列的语法分析，包括将语法树中的名字，表达式等元素与变量，方法，类型等联系在一起，检查变量使用前是否声明，推导泛型方法的类型参数，检查类型匹配性，进行常量折叠；检查所有语句都可到达，检查所有checked exception都被捕捉或者抛出，检查变量的确定性赋值(如有返回值的方法必须定有返回值)；检查变量的确定性不重复赋值(例如声明为final的变量)；解除语法糖(消除if(false) )形式的无用代码；将泛型Java转为普通的Java，将含有语法糖的语法树改为含有简单语言结构的语法树，例如for each循环，自动装箱，拆箱等

在完成语义解析后，开始生成class文件(com.sun.tools.javac.jvm.Gen)生成的步骤，首先将实例成员初始化器手机到构造器中，将静态成员初始化器手机为<cinit>();接着将抽象语法树生成字节码，采用的方法为后序遍历语法树，并进行最后的少量代码转换（例如String相加转变为StringBuilder操作）；最后从符号表生成class文件。

生成class文件除了javac之外，还可以通过ECJ(Eclipse compiler for java) 或者是Jikes等编译器来将Java源码编译为class文件。

class文件不仅仅存放了字节码，还存放了很多辅助JVM来执行class的附加信息，一个class文件包括

-结构信息

包括class文件格式版本号及各部分的数量和大小信息

-元数据

简单的说可以认为是方法信息对用的java源码中语句，表达式对应的信息，主要有字节码，异常处理表，求值栈与局部变量区大小，求值栈的类型记录，调试用符号信息。