簡(jiǎn)介： Java? 語(yǔ)言足以滿(mǎn)足您的一些項目的需求，但是腳本語(yǔ)言在性能方面一直表現不佳。Java Scripting API (javax.script) 支持在 Java 程序中調用腳本，反之亦然，通過(guò)本文，您將了解它在這兩方面是如何做到最好的。
現在，許多 Java 開(kāi)發(fā)人員都喜歡在 Java 平臺中使用腳本語(yǔ)言，但是使用編譯到 Java 字節碼中的動(dòng)態(tài)語(yǔ)言有時(shí)是不可行的。在某些情況中，直接編寫(xiě)一個(gè) Java 應用程序的腳本 部分 或者在一個(gè)腳本中調用特定的 Java 對象是更快捷、更高效的方法。
這就是 javax.script 產(chǎn)生的原因了。Java Scripting API 是從 Java 6
開(kāi)始引入的，它填補了便捷的小腳本語(yǔ)言和健壯的 Java 生態(tài)系統之間的鴻溝。通過(guò)使用 Java Scripting
API，您就可以在您的 Java 代碼中快速整合幾乎所有的腳本語(yǔ)言，這使您能夠在解決一些很小的問(wèn)題時(shí)有更多可選擇的方法。
1. 使用 jrunscript 執行 JavaScript
每一個(gè)新的 Java 平臺發(fā)布都會(huì )帶來(lái)新的命令行工具集，它們位于 JDK 的 bin 目錄。Java 6 也一樣，其中
jrunscript 便是 Java 平臺工具集中的一個(gè)不小的補充。
設想一個(gè)編寫(xiě)命令行腳本進(jìn)行性能監控的簡(jiǎn)單問(wèn)題。這個(gè)工具將借用 jmap（見(jiàn)本系列文章
前一篇文章
中的介紹），每 5 秒鐘運行一個(gè) Java 進(jìn)程，從而了解進(jìn)程的運行狀況。一般情況下，我們會(huì )使用命令行 shell 腳本來(lái)完成這樣的工作，但是這里的服務(wù)器應用程序部署在一些差別很大的平臺上，包括 Windows? 和
Linux?。系統管理員將會(huì )發(fā)現編寫(xiě)能夠同時(shí)運行在兩個(gè)平臺的 shell 腳本是很痛苦的。通常的做法是編寫(xiě)一個(gè) Windows
批處理文件和一個(gè) UNIX? shell 腳本，同時(shí)保證這兩個(gè)文件同步更新。
但是，任何閱讀過(guò) The Pragmatic Programmer 的人都知道，這嚴重違反了 DRY (Don't Repeat Yourself) 原則，而且會(huì )產(chǎn)生許多缺陷和問(wèn)題。我們真正希望的是編寫(xiě)一種與操作系統無(wú)關(guān)的腳本，它能夠在所有的平臺上運行。
當然，Java 語(yǔ)言是平臺無(wú)關(guān)的，但是這里并不是需要使用 “系統” 語(yǔ)言的情況。我們需要的是一種腳本語(yǔ)言 — 如，JavaScript。
清單 1 顯示的是我們所需要的簡(jiǎn)單 shell 腳本：
while (true)
{
echo("Hello, world!");
}
|
由于經(jīng)常與 Web 瀏覽器打交道，許多 Java 開(kāi)發(fā)人員已經(jīng)知道了 JavaScript（或 ECMAScript；JavaScript 是由 Netscape 開(kāi)發(fā)的一種 ECMAScript 語(yǔ)言）。問(wèn)題是，系統管理員要如何運行這個(gè)腳本？
當然，解決方法是 JDK 所帶的 jrunscript 實(shí)用程序，如清單 2 所示：
C:\developerWorks\5things-scripting\code\jssrc>jrunscript periodic.js
Hello, world!
Hello, world!
Hello, world!
Hello, world!
Hello, world!
Hello, world!
Hello, world!
...
|
注意，您也可以使用 for 循環(huán)按照指定的次數來(lái)循環(huán)執行這個(gè)腳本，然后才退出?；旧?，jrunscript
能夠讓您執行 JavaScript 的所有操作。惟一不同的是它的運行環(huán)境不是瀏覽器，所以運行中不會(huì )有
DOM。因此，最頂層的函數和對象稍微有些不同。
因為 Java 6 將 Rhino ECMAScript 引擎作為 JDK 的一部分，jrunscript
可以執行任何傳遞給它的 ECMAScript 代碼，不管是一個(gè)文件（如此處所示）或是在更加交互式的 REPL（“Read-Evaluate-Print-Loop”）shell 環(huán)境。運行 jrunscript
就可以訪(fǎng)問(wèn) REPL shell。
2. 從腳本訪(fǎng)問(wèn) Java 對象
能夠編寫(xiě) JavaScript/ECMAScript 代碼是非常好的，但是我們不希望被迫重新編譯我們在 Java 語(yǔ)言中使用的所有代碼 —
這是違背我們初衷的。幸好，所有使用 Java Scripting API 引擎的代碼都完全能夠訪(fǎng)問(wèn)整個(gè) Java
生態(tài)系統，因為本質(zhì)上一切代碼都還是 Java 字節碼。所以，回到我們之前的問(wèn)題，我們可以在 Java 平臺上使用傳統的
Runtime.exec() 調用來(lái)啟動(dòng)進(jìn)程，如清單 3 所示：
var p = java.lang.Runtime.getRuntime().exec("jmap", [ "-histo", arguments[0] ])
p.waitFor()
|
數組 arguments 是指向傳遞到這個(gè)函數參數的 ECMAScript
標準內置引用。在最頂層的腳本環(huán)境中，則是傳遞給腳本本身的的參數數組（命令行參數）。所以，在清單 3
中，這個(gè)腳本預期接收一個(gè)參數，該參數包含要映射的 Java 進(jìn)程的 VMID。
除此之外，我們可以利用本身為一個(gè) Java 類(lèi)的 jmap，然后直接調用它的
main() 方法，如清單 4 所示。有了這個(gè)方法，我們不需要 “傳輸” Process
對象的 in/out/err 流。
var args = [ "-histo", arguments[0] ]
Packages.sun.tools.jmap.JMap.main(args)
|
Packages 語(yǔ)法是一個(gè) Rhino ECMAScript 標識，它指向已經(jīng) Rhino 內創(chuàng )建的位于核心
java.* 包之外的 Java 包。
3. 從 Java 代碼調用腳本
從腳本調用 Java 對象僅僅完成了一半的工作：Java 腳本環(huán)境也提供了從 Java 代碼調用腳本的功能。這只需要實(shí)例化一個(gè)
ScriptEngine 對象，然后加載和評估腳本，如清單 5 所示：
import java.io.*;
import javax.script.*;
public class App
{
public static void main(String[] args)
{
try
{
ScriptEngine engine =
new ScriptEngineManager().getEngineByName("javascript");
for (String arg : args)
{
FileReader fr = new FileReader(arg);
engine.eval(fr);
}
}
catch(IOException ioEx)
{
ioEx.printStackTrace();
}
catch(ScriptException scrEx)
{
scrEx.printStackTrace();
}
}
}
|
eval() 方法也可以直接操作一個(gè) String，所以這個(gè)腳本不一定必須是文件系統的一個(gè)文件 —
它可以來(lái)自于數據庫、用戶(hù)輸入，或者甚至可以基于環(huán)境和用戶(hù)操作在應用程序中生成。
4. 將 Java 對象綁定到腳本空間
僅僅調用一個(gè)腳本還不夠：腳本通常會(huì )與 Java 環(huán)境中創(chuàng )建的對象進(jìn)行交互。這時(shí)，Java
主機環(huán)境必須創(chuàng )建一些對象并將它們綁定，這樣腳本就可以很容易找到和使用這些對象。這個(gè)過(guò)程是
ScriptContext 對象的任務(wù)，如清單 6 所示：
import java.io.*;
import javax.script.*;
public class App
{
public static void main(String[] args)
{
try
{
ScriptEngine engine =
new ScriptEngineManager().getEngineByName("javascript");
for (String arg : args)
{
Bindings bindings = new SimpleBindings();
bindings.put("author", new Person("Ted", "Neward", 39));
bindings.put("title", "5 Things You Didn't Know");
FileReader fr = new FileReader(arg);
engine.eval(fr, bindings);
}
}
catch(IOException ioEx)
{
ioEx.printStackTrace();
}
catch(ScriptException scrEx)
{
scrEx.printStackTrace();
}
}
}
|
訪(fǎng)問(wèn)所綁定的對象很簡(jiǎn)單 — 所綁定對象的名稱(chēng)是作為全局命名空間引入到腳本的，所以在
Rhino 中使用 Person 很簡(jiǎn)單，如清單 7 所示：
println("Hello from inside scripting!")
println("author.firstName = " + author.firstName)
|
您可以看到，JavaBeans 樣式的屬性被簡(jiǎn)化為使用名稱(chēng)直接訪(fǎng)問(wèn)，這就好像它們是字段一樣。
5. 編譯頻繁使用的腳本
腳本語(yǔ)言的缺點(diǎn)一直存在于性能方面。其中的原因是，大多數情況下腳本語(yǔ)言是 “即時(shí)” 解譯的，因而它在執行時(shí)會(huì )損失一些解析和驗證文本的時(shí)間和 CPU 周期。運行在 JVM 的許多腳本語(yǔ)言最終會(huì )將接收的代碼轉換為 Java 字節碼，至少在腳本被第一次解析和驗證時(shí)進(jìn)行轉換；在 Java 程序關(guān)閉時(shí)，這些即時(shí)編譯的代碼會(huì )消失。將頻繁使用的腳本保持為字節碼形式可以幫助提升可觀(guān)的性能。
我們可以以一種很自然和有意義的方法使用 Java Scripting API。如果返回的 ScriptEngine
實(shí)現了 Compilable 接口，那么這個(gè)接口所編譯的方法可用于將腳本（以一個(gè)
String 或一個(gè) Reader 傳遞過(guò)來(lái)的）編譯為一個(gè)
CompiledScript 實(shí)例，然后它可用于在 eval()
方法中使用不同的綁定重復地處理編譯后的代碼，如清單 8 所示：
import java.io.*;
import javax.script.*;
public class App
{
public static void main(String[] args)
{
try
{
ScriptEngine engine =
new ScriptEngineManager().getEngineByName("javascript");
for (String arg : args)
{
Bindings bindings = new SimpleBindings();
bindings.put("author", new Person("Ted", "Neward", 39));
bindings.put("title", "5 Things You Didn't Know");
FileReader fr = new FileReader(arg);
if (engine instanceof Compilable)
{
System.out.println("Compiling....");
Compilable compEngine = (Compilable)engine;
CompiledScript cs = compEngine.compile(fr);
cs.eval(bindings);
}
else
engine.eval(fr, bindings);
}
}
catch(IOException ioEx)
{
ioEx.printStackTrace();
}
catch(ScriptException scrEx)
{
scrEx.printStackTrace();
}
}
}
|
在大多數情況中，CompiledScript
實(shí)例需要存儲在一個(gè)長(cháng)時(shí)間存儲中（例如，servlet-context），這樣才能避免一次次地重復編譯相同的腳本。然而，如果腳本發(fā)生變化，您就需要創(chuàng )建一個(gè)新的
CompiledScript 來(lái)反映這個(gè)變化；一旦編譯完成，CompiledScript
就不再執行原始的腳本文件內容。
結束語(yǔ)
Java Scripting API 在擴展 Java 程序的范圍和功能方面前進(jìn)了很大一步，并且它將腳本語(yǔ)言的編碼效率的優(yōu)勢帶到 Java
環(huán)境。jrunscript
— 它顯然不是很難編寫(xiě)的程序 — 以及
javax.script 給 Java 開(kāi)發(fā)人員帶來(lái)了諸如 Ruby (JRuby) 和 ECMAScript (Rhino)
等腳本語(yǔ)言的優(yōu)勢，同時(shí)還不會(huì )破壞 Java 環(huán)境的生態(tài)系統和可擴展性。
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參考資料
學(xué)習
jmap。聯(lián)系客服
