Java 编程的动态性

Java 编程的动态性
参考资料：IBM开发者资料
参考地址 http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-dyn0429/
一 类加载器
C语言程序执行过程：编译、链接（生成可执行文件）、操作系统的装载程序将其装入内存（建立进程）来运行
java程序的执行：编译、加载、在虚拟机中执行
新加载的类与其他类的链接由jvm来完成，所以java可以实现动态的链接，即在程序已经运行起来之后决定更新哪些模块、使用哪些模块（可以实现不停机而更新功能）。
java的这种机制与C++的dll的区别是，前者完全动态，允许在程序运行的时候改变代码的逻辑、后者所谓的动态在代码逻辑上来讲是静态的（使用的条件、功能的组合要硬编码）。
如：
用户输入了A 则加载A模块，否则不加载
这样一段逻辑，对于A模块而言它是动态的，但是对于加载的这个逻辑而言却是固定的

java的类加载器可以便于实现程序内的空间分离、增强程序的安全性和健壮性。如通过使用不同的加载器可以实现用户程序无法更改系统核心程序、也可实现多个用户空间共享代码（此部分代码放到上层加载器即可）。
这个估计是借鉴了OS中的内核空间和用户空间的概念，一个应用程序挂了很容易，但是想用一个应用程序来把整个OS搞挂（系统无法继续运行）不太容易。同样道理，在现实中想用一个java应用程序来搞挂jvm，好像也是
异常的艰难。如果要开发一个基础的框架（如新的脚本语言），那么如何来保证这种安全性就显得十分的重要。

二 反射（灵活、但是会影响性能）
jvm中的每个Class都有足够的hook让用户来用，所以如果你想改变一个初始化时设置的值成为可能（通过源代码的话只能硬编码）。另外、利用反射用户可以在代码中直接使用之前已经在JVM中实现的模块。
一个实际的使用场景：
假设 我用java实现了一种新的脚本语言 xxx，采用的是编译执行而不是解释执行（为了效率），那么我该如何实现 在XXX脚本中定义过的函数可以被后来的函数使用呢？
如果是解释执行很简单，记录每个内部提供的库函数和定义过的xxx脚本函数的地址，之后在解释新的xxx脚本函数调用时，依次hashmap到相应的函数即可。但是现在xxx脚本是编译型的，
我必须保证用户定义的XX脚本函数 aaa()要马上生效，即当扫描过aaa（）之后就要求将它编译、不仅要编译、而且要链接到系统中(这样后面的xxx脚本bbb（）中才能使用aaa（）函数)，由于要链接到系统中的代码是未知的，
要用到哪些其他的库也未知，所以C++是解决不了这个问题的（所以用C++实现的脚本都是解释型的）、而java的类加载器和反射就可以满足这种需要。
顺便说一下：有人认为java比C++慢，为什么还用java来实现脚本语言？java在运行时是否真的比C++慢我姑且不说（在使用JIT的情况下还真的不好说、而且C++可能快、但是我们写出来的C++却不一定快、和程序员
的水平有关系啊），要知道我们整个系统的速度是体现在脚本上的。同样的一个脚本函数aaa（），如果是用C++实现，那么我需要解释每一个语句，之后转化为内部定义的库函数指针、再之后才是真正的函数的执行。
而如果此脚本是用java实现的，那么我的每个脚本函数在运行时跑的都是.class文件，省去了每次都要解释指令的步骤，所以单从这里来看用java来实现脚本语言确实是可能更快的。除非我们相信自己可以做出来比jvm更牛X的虚拟机，不然我们有理由选择java来实现脚本语言。

三 修改byteCode
不仅用户可以使用jvm中已经载入的Class，用户甚至可以在JVM运行的过程中修改byteCode、并且将新的byteCode重新加载（类似于C里面的编译、连接、装载）
Javassist是一种可以改变bytecode的库、如可以在每个方法被调用前添加统计语句（bytecode的层面上）
PS：这种库适合于实现基础的平台，难怪现在基于java的平台如此之多

本文写于 2011年4月