抽丝剥茧 细说架构那些事——【优锐课】
从版本6开始,JVM已扩展为支持现代动态语言(也称为脚本语言)。Java8的发行为这一领域提供了更多动力。感到这种支持的必要性是因为Java作为一种语言固有地是静态类型的。一切都在编译时决定。另一方面,动态语言的行为是在运行时定义的。结果,JVM对Java的支持为Java程序员开辟了新的视野,我们可以在其中结合平台的静态和动态方面,并在Java应用程序中有效地使用它。本文浏览了JVM中的动态语言支持列表。
动态语言支持
静态类型化的语言意味着所有类型化的信息(例如类,其成员,函数参数,返回类型值等等)都在编译时确定。Java编译器使用此信息来生成字节码。
另一方面,动态语言(脚本语言)由脚本引擎在运行时执行所有类型检查。没有单独的编译步骤。指令序列由解释器执行,然后对其进行解析以生成中间代码。变量在编译为JVM使用的Java字节码时存储在符号表中。动态语言的特征在于,一旦编写了代码,便可以立即对其进行部署。因为它是解释型的,所以几乎没有等待时间就很容易调试。在Java中,包javax.script提供了所有类和接口,称为Java Scripting API,以支持动态语言。
静态和动态两种语言都有很多优点和缺点。但是,要点是,由于Java的静态特性,Java到目前为止无法获得好处。在特殊支持下重建JVM并非易事。也许,真正的挑战在于实现一个运行时系统,该系统可以在编译过程结束后为方法调用选择适当的实现。在这里,我们介绍了JVM流行的一些动态语言支持。
JVM中的JavaScript
JavaScript是Java Scripting API支持的最流行的脚本语言。当今所有的Web浏览器都支持这种语言。ScriptEngine接口中的eval方法可用于执行以纯Java String编写的脚本。
1 package com.mano.example; 2 3 import javax.script.*; 4 5 public class ScriptingDemo { 6 7 public static void main(String[] args) { 8 9 final ScriptEngineManager manager = new 10 11 ScriptEngineManager(); 12 13 final ScriptEngine engine = 14 15 manager.getEngineByName("js"); 16 17 try { 18 19 System.out.println(engine.eval("engine.getClass() 20 21 .getSimpleName()")); 22 23 System.out.println(engine.eval("5+5")); 24 25 engine.put("x", 123423558); 26 27 engine.put("y", 4); 28 29 engine.eval("var result = x.toExponential(y);"); 30 31 System.out.println(engine.get("result")); 32 33 }catch (ScriptException e) { 34 35 e.printStackTrace(); 36 37 } 38 39 } 40 41 }
我们还可以使用Reader来执行存储在网络或文件中的脚本。将脚本存储在单独的文件中具有优势。我们可以分别调试和修改脚本,而无需重新编译Java代码。但是,对于简短的脚本,可以将JavaScript放在String对象中。
1 package com.mano.example; 2 import javax.script.*; 3 import java.io.*; 4 import java.nio.file.*; 5 public class ScriptingDemo { 6 public static void main(String[] args) { 7 finalScriptEngineManager manager = new 8 ScriptEngineManager(); 9 final ScriptEngine engine = 10 manager.getEngineByName("js"); 11 Path scriptFile = Paths.get("sample.js"); 12 try { 13 Reader reader = Files.newBufferedReader(scriptFile); 14 engine.eval(reader); 15 }catch(IOException | ScriptException e) { 16 e.printStackTrace(); 17 } 18 } 19 }
请注意,尽管通过eval调用脚本,但它不与评估者共享状态。这是一个独立的代码。JVM使用的基础脚本引擎是Nashorn,但很快它将被GraalVM取代。从API的角度来看,没有任何区别,但是从性能和可扩展性的角度来看,GraalVM会有所作为。
JDK安装的bin /文件夹中有一个名为jjs(不推荐使用)的命令行工具。该工具可用于直接执行JavaScript文件。 如,
1 $ jjs sample.js
尽管这里显示的示例很简单,但是我们可以做更多的事情,并以更有意义的方式结合JavaScript和Java。
在JVM上使用Groovy
Apache Groovy作为一种动态语言已经与Java并存了很长时间。它功能强大,可以选择使用静态类型和编译功能进行键入。它与Java程序集成得很好,并且可以像JavaScript一样使用。它被设计为Java的扩展。语言,对象模型和运行时库保留了旧版。它支持静态和动态类型输入,并且对XML和HTML,正则表达式,列表和关联数组具有本地支持。请注意,以下代码实际上是Groovy脚本,而不是Java。语法有点类似。自然,Java程序员可以快速掌握几乎平坦的学习曲线。Groovy脚本引擎具有对Java标准API库的完全访问权限;因此,它不需要任何其他绑定即可调用Java API Date功能,如下所示。
1 package com.mano.example 2 class SimpleApp { 3 static void main(String[] args){ 4 5 Date date = new Date(); 6 System.out.println(date.toString()); 7 for(int i=0;i<10;i++) 8 println(i) 9 } 10 }
可以从命令行执行以下代码。
1 $ groovy SimpleApp.groovy
有groovyc,它是Groovy编译器,用于将Groovy源代码编译为字节码,就像javac一样。它只是创建一个类文件,然后可以像JVM通常运行的任何其他类文件一样运行该文件。它是一个命令行工具,也是编译和运行Groovy脚本的最简单方法。像这样:
1 $ groovyc sample.groovy
JVM上的Ruby
Ruby曾经是Web开发领域中流行的动态语言。最近,它为现代Web应用程序开发带来了一些重大的创新。JVM平台的Ruby实现称为JRuby。它以高性能和多线程功能而闻名,它具有从Java和Ruby派生的大量库。与Groovy相似,这带来了Java和Ruby之间的巨大互操作性。
JRuby中实现阶乘的一种简单方法如下:
1 def fact(num) 2 if num==0 3 return 1 4 else 5 return num*fact(num-1) 6 end 7 end
JVM上的Python
Python作为一种面向对象的动态语言,最近吸引了很多人。它被科学界广泛使用,并以其庞大的图书馆库和从Web开发到自然语言处理的框架而闻名。 Python的JVM实现称为Jython。
如果说Groovy的强大之处在于它与Java的语法相似性,那么Python的强大之处就是其语法的简单性。以下是一个非常琐碎的演示。
1 print "This is a simple code to demonstrate Jython" 2 i = 0 3 while i<10: 4 i = i+1 5 print "Value of i = ",i
Python有趣的方面是人们为了简单起见使用它。有足够的文档和帮助,可根据需要提供。在Jython的帮助下,我们可以将Python的功能无缝地集成到现有的Java应用程序中。
结论
Java应用程序现在可以利用可扩展的动态语言支持进行充实。除此之外,JVM还支持许多其他语言。仅举几例:Clojure,Kotlin和Scala。将来肯定会添加更多。Nashorn的弃用和GraalVM的合并可能会在语言支持方面带来新的东西。 现在,Java应用程序可以从聚集在一个友好环境中的多种语言中受益。也许目的是使JVM也成为独立于语言的平台。
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