需求

有的时候，可能我们需要在程序运行期间，动态创建字节码并运行。最常见的使用场景就是Spring框架中的动态代理AOP，其本质是Spring框架在运行期间动态创建了一个被代理对象的子类，通过继承来实现代理机制（正因为是通过继承实现的代理，因此Spring aop不能代理终态类，不能代理类中的终态方法[终态类/方法不能继承/覆盖]）。在Spring中，使用了一个第三方的字节码生成项目。实际项目中，如果我们有类似需求，当然也可以用这种方法，但是姑且不说这样做的繁琐程度，光是查看这些项目的API文档就足以头疼一阵了，对于某些项目中只有一个很小点需要类似功能来说，这样做的成本略微有点高。（类似这样现成的项目有javassist、cglib）

另一种方法是自己从零开始，直接创建字节码，参考Oracle的文档，自己做一个实现。不过这在理论上可行，实际上比第一种方法难度更高。

最后一种方法，就是本文要介绍的方法，即程序动态的生成Java源文件，由JDK进行编译，最后动态加载到JVM并运行。

变通

由于Java源文件相对较容易生成，是纯文本文件。而Java的编译器是自举的，也就是说Java编译器就是用Java本身编写的，因此从JDK 1.6开始，编译器相关API就一直在SDK中，所以，我们也不需要通过调用命令行的方式来控制javac来编译我们动态生成的Java源文件。

实例

比如存在一个/home/test/src.java的文件需要被编译成.class文件：

JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();
int compilationResult = compiler.run(null, null, null, "/home/test/src.java");

这样就会把/home/test/src.java编译成src.class，但是这样操作要求源文件在磁盘上，而且编译后的字节码也会被写到磁盘上。有的时候，我们的Java源文件可能是在内存中动态生成，亦或者是从网络上获取的，只是为了一次执行，不希望写入磁盘。

出于这样的目的，在查阅相关类的API文档后，发现是可以实现这样目的的。只要继承ForwardingJavaFileManager类就可以实现从内存中直接加载Java源文件，继承并重写URLClassLoader.findClass()就可以实现将编译结果直接以byte[]形式返回，而不再写入到磁盘文件。（完整代码在文末）

    public static Map<String, byte[]> compile(String javaName, String javaSrc) {
        JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();
        StandardJavaFileManager stdManager = compiler.getStandardFileManager(null, null, null);

        try (MemoryJavaFileManager manager = new MemoryJavaFileManager(stdManager)) {
            JavaFileObject javaFileObject = manager.makeStringSource(javaName, javaSrc);
            JavaCompiler.CompilationTask task = compiler.getTask(null, manager, null, null, null, Arrays.asList(javaFileObject));
            if (task.call())
                return manager.getClassBytes();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

完整代码段

上述的代码逻辑，我进行了部分封装，封装后的代码可以在这里看到，封装后的类使用方法可以参考测试用例。

这里就几个有关的参数说明一下：（具体可以参照封装类的代码）

• MemoryJavaFileManager.getClassBytes()的返回类型为Map<String, byte[]>,其中Key为类名，Value为对应的字节码。一般来说一个.java文件只对应一个类，但是可能会存在内部类的情况（例如我这个封装的文件），因此一个java源文件是可以生成出多个class文件的。
• MemoryJavaFileManager.makeStringSource(String, String)方法
  • 第一个参数是Java源文件的文件名，因为实际上并不存在磁盘文件，因此这个参数应该是源文件中唯一的那个public修饰符修饰的类名，例如源文件中存在public class ABC{}，那么这个参数就应该是ABC.java，否则编译器会报错，拒绝编译。
  • 第二个参数是源文件内容的字符串
• 该封装类，在Oracle JDK 1.8/OpenJDK 1.7版本下测试通过，其他版本OracleJDK以及OpenJDK未测试。JRE不支持该代码，因为JRE中不存在Java编译器（运行该代码会抛出空指针异常[有网络资料介绍，把JDK中的tools.jar加入到classpath中可以解决空指针，该方法未测试]）。如果需要在JRE环境下动态创建并加载类，唯一可行的办法使用开源的字节码操作库（文章开头有介绍两个）
• 测试用例中的testCompile()方法可能在不同版本的JDK下编译出来的字节码大小有所不同，造成JUnit断言失败，代码本身经测试就没有问题的。
• 动态创建的类加载到JVM后，与原生的类没有任何区别，因此创建的时候留意包名类名是否存在冲突，动态加载的类，调用只能使用反射机制。具体方法参考测试用例中的testInvoke()方法。

总结

本文总的来说没有什么技术含量，主要就是使用了一组编译器相关的API而已，如果这组API在使用过程中有什么疑问，请参照官方文档。

其他，有什么问题，欢迎与我进行交流。