关于 Java Scripting API 您不知道的 5 件事

简介： Java™ 语言足以满足您的一些项目的需求，但是脚本语言在性能方面一直表现不佳。Java Scripting API (javax.script) 支持在 Java 程序中调用脚本，反之亦然，通过本文，您将了解它在这两方面是如何做到最好的。

现在，许多 Java 开发人员都喜欢在 Java 平台中使用脚本语言，但是使用编译到 Java 字节码中的动态语言有时是不可行的。在某些情况中，直接编写一个 Java 应用程序的脚本 部分 或者在一个脚本中调用特定的 Java 对象是更快捷、更高效的方法。

这就是 javax.script 产生的原因了。Java Scripting API 是从 Java 6 开始引入的，它填补了便捷的小脚本语言和健壮的 Java 生态系统之间的鸿沟。通过使用 Java Scripting API，您就可以在您的 Java 代码中快速整合几乎所有的脚本语言，这使您能够在解决一些很小的问题时有更多可选择的方法。

1. 使用 jrunscript 执行 JavaScript

每一个新的 Java 平台发布都会带来新的命令行工具集，它们位于 JDK 的 bin 目录。Java 6 也一样，其中 jrunscript 便是 Java 平台工具集中的一个不小的补充。

设想一个编写命令行脚本进行性能监控的简单问题。这个工具将借用 jmap（见本系列文章 前一篇文章 中的介绍），每 5 秒钟运行一个 Java 进程，从而了解进程的运行状况。一般情况下，我们会使用命令行 shell 脚本来完成这样的工作，但是这里的服务器应用程序部署在一些差别很大的平台上，包括 Windows® 和 Linux®。系统管理员将会发现编写能够同时运行在两个平台的 shell 脚本是很痛苦的。通常的做法是编写一个 Windows 批处理文件和一个 UNIX® shell 脚本，同时保证这两个文件同步更新。

但是，任何阅读过 The Pragmatic Programmer 的人都知道，这严重违反了 DRY (Don't Repeat Yourself) 原则，而且会产生许多缺陷和问题。我们真正希望的是编写一种与操作系统无关的脚本，它能够在所有的平台上运行。

当然，Java 语言是平台无关的，但是这里并不是需要使用 “系统” 语言的情况。我们需要的是一种脚本语言 — 如，JavaScript。

清单 1 显示的是我们所需要的简单 shell 脚本：


清单 1. periodic.js

while (true)
{
    echo("Hello, world!");
} 

由于经常与 Web 浏览器打交道，许多 Java 开发人员已经知道了 JavaScript（或 ECMAScript；JavaScript 是由 Netscape 开发的一种 ECMAScript 语言）。问题是，系统管理员要如何运行这个脚本？

当然，解决方法是 JDK 所带的 jrunscript 实用程序，如清单 2 所示：


清单 2. jrunscript

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 循环按照指定的次数来循环执行这个脚本，然后才退出。基本上，jrunscript 能够让您执行 JavaScript 的所有操作。惟一不同的是它的运行环境不是浏览器，所以运行中不会有 DOM。因此，最顶层的函数和对象稍微有些不同。

因为 Java 6 将 Rhino ECMAScript 引擎作为 JDK 的一部分，jrunscript 可以执行任何传递给它的 ECMAScript 代码，不管是一个文件（如此处所示）或是在更加交互式的 REPL（“Read-Evaluate-Print-Loop”）shell 环境。运行 jrunscript 就可以访问 REPL shell。


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2. 从脚本访问 Java 对象

能够编写 JavaScript/ECMAScript 代码是非常好的，但是我们不希望被迫重新编译我们在 Java 语言中使用的所有代码 — 这是违背我们初衷的。幸好，所有使用 Java Scripting API 引擎的代码都完全能够访问整个 Java 生态系统，因为本质上一切代码都还是 Java 字节码。所以，回到我们之前的问题，我们可以在 Java 平台上使用传统的 Runtime.exec() 调用来启动进程，如清单 3 所示：


清单 3. Runtime.exec() 启动 jmap

				
var p = java.lang.Runtime.getRuntime().exec("jmap", [ "-histo", arguments[0] ])
p.waitFor()

数组 arguments 是指向传递到这个函数参数的 ECMAScript 标准内置引用。在最顶层的脚本环境中，则是传递给脚本本身的的参数数组（命令行参数）。所以，在清单 3 中，这个脚本预期接收一个参数，该参数包含要映射的 Java 进程的 VMID。

除此之外，我们可以利用本身为一个 Java 类的 jmap，然后直接调用它的 main() 方法，如清单 4 所示。有了这个方法，我们不需要 “传输” Process 对象的 in/out/err 流。


清单 4. JMap.main()

var args = [ "-histo", arguments[0] ]
Packages.sun.tools.jmap.JMap.main(args)

Packages 语法是一个 Rhino ECMAScript 标识，它指向已经 Rhino 内创建的位于核心 java.* 包之外的 Java 包。


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3. 从 Java 代码调用脚本

从脚本调用 Java 对象仅仅完成了一半的工作：Java 脚本环境也提供了从 Java 代码调用脚本的功能。这只需要实例化一个 ScriptEngine 对象，然后加载和评估脚本，如清单 5 所示：


清单 5. Java 平台的脚本调用

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个 String，所以这个脚本不一定必须是文件系统的一个文件 — 它可以来自于数据库、用户输入，或者甚至可以基于环境和用户操作在应用程序中生成。


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4. 将 Java 对象绑定到脚本空间

仅仅调用一个脚本还不够：脚本通常会与 Java 环境中创建的对象进行交互。这时，Java 主机环境必须创建一些对象并将它们绑定，这样脚本就可以很容易找到和使用这些对象。这个过程是 ScriptContext 对象的任务，如清单 6 所示：


清单 6. 为脚本绑定对象

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();
        }
    }
} 

访问所绑定的对象很简单 — 所绑定对象的名称是作为全局命名空间引入到脚本的，所以在 Rhino 中使用 Person 很简单，如清单 7 所示：


清单 7. 是谁撰写了本文？

println("Hello from inside scripting!")

println("author.firstName = " + author.firstName)

您可以看到，JavaBeans 样式的属性被简化为使用名称直接访问，这就好像它们是字段一样。


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5. 编译频繁使用的脚本

脚本语言的缺点一直存在于性能方面。其中的原因是，大多数情况下脚本语言是 “即时” 解译的，因而它在执行时会损失一些解析和验证文本的时间和 CPU 周期。运行在 JVM 的许多脚本语言最终会将接收的代码转换为 Java 字节码，至少在脚本被第一次解析和验证时进行转换；在 Java 程序关闭时，这些即时编译的代码会消失。将频繁使用的脚本保持为字节码形式可以帮助提升可观的性能。

我们可以以一种很自然和有意义的方法使用 Java Scripting API。如果返回的 ScriptEngine 实现了 Compilable 接口，那么这个接口所编译的方法可用于将脚本（以一个 String 或一个 Reader 传递过来的）编译为一个 CompiledScript 实例，然后它可用于在 eval() 方法中使用不同的绑定重复地处理编译后的代码，如清单 8 所示：


清单 8. 编译解译后的代码

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();
        }
    }
} 

在大多数情况中，CompiledScript 实例需要存储在一个长时间存储中（例如，servlet-context），这样才能避免一次次地重复编译相同的脚本。然而，如果脚本发生变化，您就需要创建一个新的 CompiledScript 来反映这个变化；一旦编译完成，CompiledScript 就不再执行原始的脚本文件内容。


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结束语

Java Scripting API 在扩展 Java 程序的范围和功能方面前进了很大一步，并且它将脚本语言的编码效率的优势带到 Java 环境。jrunscript — 它显然不是很难编写的程序 — 以及 javax.script 给 Java 开发人员带来了诸如 Ruby (JRuby) 和 ECMAScript (Rhino) 等脚本语言的优势，同时还不会破坏 Java 环境的生态系统和可扩展性。

转载自:http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-5things9.html