编写高质量代码：改善Java程序的151个建议（5）

　　建议16：易变业务使用脚本语言编写

　　Java世界一直在遭受着异种语言的入侵，比如PHP、Ruby、Groovy、JavaScript等，这些“入侵者”都有一个共同特征：全是同一类语言—脚本语言，它们都是在运行期解释执行的。为什么Java这种强编译型语言会需要这些脚本语言呢？那是因为脚本语言的三大特征，如下所示：

　　灵活。脚本语言一般都是动态类型，可以不用声明变量类型而直接使用，也可以在运行期改变类型。

　　便捷。脚本语言是一种解释型语言，不需要编译成二进制代码，也不需要像Java一样生成字节码。它的执行是依靠解释器解释的，因此在运行期变更代码非常容易，而且不用停止应用。

　　简单。只能说部分脚本语言简单，比如Groovy，Java程序员若转到Groovy程序语言上，只需要两个小时，看完语法说明，看完Demo即可使用了，没有太多的技术门槛。

　　脚本语言的这些特性是Java所缺少的，引入脚本语言可以使Java更强大，于是Java6开始正式支持脚本语言。但是因为脚本语言比较多，Java的开发者也很难确定该支持哪种语言，于是JCP（JavaCommunityProcess）很聪明地提出了JSR223规范，只要符合该规范的语言都可以在Java平台上运行（它对JavaScript是默认支持的），诸位读者有兴趣的话可以自己写个脚本语言，然后再实现ScriptEngine，即可在Java平台上运行。

　　我们来分析一个案例，展现一下脚本语言是如何实现“拥抱变化”的。咱们编写一套模型计算公式，预测下一个工作日的股票走势（如果真有，那巴菲特就羞愧死了），即把国家政策、汇率、利率、地域系数等参数输入到公式中，然后计算出明天这支股票是涨还是跌，该公式是依靠历史数据推断而来的，会根据市场环境逐渐优化调整，也就是逐渐趋向“真理”的过程，在此过程中，公式经常需要修改（这里的修改不仅仅是参数修改，还涉及公式的算法修改），如果把这个公式写到一个类中（或者几个类中），就需要经常发布重启等操作（比如业务中断，需要冒烟测试（SmokeTesting）等），使用脚本语言则可以很好地简化这一过程，我们写一个简单公式来模拟一下，代码如下：

functionformula(var1,var2){ returnvar1+var2*factor; }

　　这就是一个简单的脚本语言函数，可能你会很疑惑：factor（因子）这个变量是从哪儿来的？它是从上下文来的，类似于一个运行的环境变量。该JavaScript保存在C:/model.js中。下一步Java需要调用JavaScript公式，代码如下：

publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{ //获得一个JavaScript的执行引擎 ScriptEngineengine=newScriptEngineManager().getEngineByName(“javascript”); //建立上下文变量 Bindingsbind=engine.createBindings(); bind.put(“factor”,1); //绑定上下文，作用域是当前引擎范围 engine.setBindings(bind,ScriptContext.ENGINE_SCOPE); Scannerinput=newScanner(System.in); while(input.hasNextInt()){ intfirst=input.nextInt(); intsec=input.nextInt(); System.out.println(“输入参数是：”+first+”,”+sec); //执行js代码 engine.eval(newFileReader(“c:/model.js”)); //是否可调用方法 if(engineinstanceofInvocable){ Invocablein=(Invocable)engine; //执行js中的函数 Doubleresult=(Double)in.invokeFunction(“formula”,first,sec); System.out.println(“运算结果：”+result.intValue()); } } }

　　上段代码使用Scanner类接受键盘输入的两个数字，然后调用JavaScript脚本的formula函数计算其结果，注意，除非输入了一个非int数字，否则当前JVM会一直运行，这也是模拟生产系统的在线变更状况。运行结果如下：

输入参数是：1,2 运算结果：3

　　此时，保持JVM的运行状态，我们修改一下formula函数，代码如下：

functionformula(var1,var2){ returnvar1+var2-factor; }

　　其中，乘号变成了减号，计算公式发生了重大改变。回到JVM中继续输入，运行结果如下。

输入参数是：1,2 运算结果：2

　　修改Java代码，JVM没有重启，输入参数也没有任何改变，仅仅改变脚本函数即可产生不同的结果。这就是脚本语言对系统设计最有利的地方：可以随时发布而不用重新部署；这也是我们Javaer最喜爱它的地方—即使进行变更，也能提供不间断的业务服务。

　　Java 6不仅仅提供了代码级的脚本内置，还提供了一个jrunscript命令工具，它可以在批处理中发挥最大效能，而且不需要通过JVM解释脚本语言，可以直接通过该工具运行脚本。想想看，这是多么大的诱惑力呀！而且这个工具是可以跨操作系统的，脚本移植就更容易了。但是有一点需要注意：该工具是实验性的，在以后的JDK中会不会继续提供就很难说了。

　　建议17：慎用动态编译

　　动态编译一直是Java的梦想，从Java6版本它开始支持动态编译了，可以在运行期直接编译.java文件，执行.class，并且能够获得相关的输入输出，甚至还能监听相关的事件。不过，我们最期望的还是给定一段代码，直接编译，然后运行，也就是空中编译执行（on-the-fly），来看如下代码：

publicclassClient{ publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{ //Java源代码 StringsourceStr=”publicclassHello{publicStringsayHello(Stringname){return\”Hello,\”+name+\”!\”;}}”; //类名及文件名 StringclsName=”Hello”; //方法名 StringmethodName=”sayHello”; //当前编译器 JavaCompilercmp=ToolProvider.getSystemJavaCompiler(); //Java标准文件管理器 StandardJavaFileManagerfm=cmp.getStandardFileManager(null,null,null); //Java文件对象 JavaFileObjectjfo=newStringJavaObject(clsName,sourceStr); //编译参数，类似于javac<options>中的options List<String>optionsList=newArrayList<String>(); //编译文件的存放地方，注意：此处是为Eclipse工具特设的 optionsList.addAll(Arrays.asList(“-d”,”./bin”)); //要编译的单元 List<JavaFileObject>jfos=Arrays.asList(jfo); //设置编译环境 JavaCompiler.CompilationTasktask=cmp.getTask(null,fm,null,optionsList,null,jfos); //编译成功 if(task.call()){ //生成对象 Objectobj=Class.forName(clsName).newInstance(); Class<?extendsObject>cls=obj.getClass(); //调用sayHello方法 Methodm=cls.getMethod(methodName,String.class); Stringstr=(String)m.invoke(obj,”DynamicCompilation”); System.out.println(str); } } } //文本中的Java对象 classStringJavaObjectextendsSimpleJavaFileObject{ //源代码 privateStringcontent=””; //遵循Java规范的类名及文件 publicStringJavaObject(String_javaFileName,String_content){ super(_createStringJavaObjectUri(_javaFileName),Kind.SOURCE); content=_content; } //产生一个URL资源路径 privatestaticURI_createStringJavaObjectUri(Stringname){ //注意此处没有设置包名 returnURI.create(“String:///”+name+Kind.SOURCE.extension); } //文本文件代码 @Override publicCharSequencegetCharContent(booleanignoreEncodingErrors) throwsIOException{ returncontent; } }

　　上面的代码较多，这是一个动态编译的模板程序，读者可以拷贝到项目中使用，代码中的中文注释也较多，相信读者看得懂，不多解释，读者只要明白一件事：只要是在本地静态编译能够实现的任务，比如编译参数、输入输出、错误监控等，动态编译就都能实现。

　　Java的动态编译对源提供了多个渠道。比如，可以是字符串（例子中就是字符串），可以是文本文件，也可以是编译过的字节码文件（.class文件），甚至可以是存放在数据库中的明文代码或是字节码。汇总成一句话，只要是符合Java规范的就都可以在运行期动态加载，其实现方式就是实现JavaFileObject接口，重写getCharContent、openInputStream、openOutputStream，或者实现JDK已经提供的两个SimpleJavaFileObject、ForwardingJavaFileObject，具体代码可以参考上个例子。

　　动态编译虽然是很好的工具，让我们可以更加自如地控制编译过程，但是在我目前所接触的项目中还是使用得较少。原因很简单，静态编译已经能够帮我们处理大部分的工作，甚至是全部的工作，即使真的需要动态编译，也有很好的替代方案，比如JRuby、Groovy等无缝的脚本语言。

　　另外，我们在使用动态编译时，需要注意以下几点：

　　（1）在框架中谨慎使用

　　比如要在Struts中使用动态编译，动态实现一个类，它若继承自ActionSupport就希望它成为一个Action。能做到，但是debug很困难；再比如在Spring中，写一个动态类，要让它动态注入到Spring容器中，这是需要花费老大功夫的。

　　（2）不要在要求高性能的项目使用

　　动态编译毕竟需要一个编译过程，与静态编译相比多了一个执行环节，因此在高性能项目中不要使用动态编译。不过，如果是在工具类项目中它则可以很好地发挥其优越性，比如在Eclipse工具中写一个插件，就可以很好地使用动态编译，不用重启即可实现运行、调试功能，非常方便。

　　（3）动态编译要考虑安全问题

　　如果你在Web界面上提供了一个功能，允许上传一个Java文件然后运行，那就等于说：“我的机器没有密码，大家都来看我的隐私吧”，这是非常典型的注入漏洞，只要上传一个恶意Java程序就可以让你所有的安全工作毁于一旦。

　　（4）记录动态编译过程

　　建议记录源文件、目标文件、编译过程、执行过程等日志，不仅仅是为了诊断，还是为了安全和审计，对Java项目来说，空中编译和运行是很不让人放心的，留下这些依据可以更好地优化程序。

　　建议18：避免instanceof非预期结果

　　instanceof是一个简单的二元操作符，它是用来判断一个对象是否是一个类实例的，其操作类似于>=、==，非常简单，我们来看段程序，代码如下：

publicclassClient{ publicstaticvoidmain(String[]args){ //String对象是否是Object的实例 booleanb1=”Sting”instanceofObject; //String对象是否是String的实例 booleanb2=newString()instanceofString; //Object对象是否是String的实例 booleanb3=newObject()instanceofString; //拆箱类型是否是装箱类型的实例 booleanb4=’A’instanceofCharacter; //空对象是否是String的实例 booleanb5=nullinstanceofString; //类型转换后的空对象是否是String的实例 booleanb6=(String)nullinstanceofString; //Date对象是否是String的实例 booleanb7=newDate()instanceofString; //在泛型类中判断String对象是否是Date的实例 booleanb8=newGenericClass<String>().isDateInstance(“”); } } classGenericClass<T>{ //判断是否是Date类型 publicbooleanisDateInstance(Tt){ returntinstanceofDate; } }

　　就这么一段程序，instanceof的所有应用场景都出现了，同时问题也产生了：这段程序中哪些语句会编译通不过？我们一个一个地来解说。

　　”Sting” instanceof Object

　　返回值是true，这很正常，“String”是一个字符串，字符串又继承了Object，那当然是返回true了。

　　new String() instanceof String

　　返回值是true，没有任何问题，一个类的对象当然是它的实例了。

　　new Object() instanceof String

　　返回值是false，Object是父类，其对象当然不是String类的实例了。要注意的是，这句话其实完全可以编译通过，只要instanceof关键字的左右两个操作数有继承或实现关系，就可以编译通过。

　　’A’ instanceof Character

　　这句话可能有读者会猜错，事实上它编译不通过，为什么呢？因为’A’是一个char类型，也就是一个基本类型，不是一个对象，instanceof只能用于对象的判断，不能用于基本类型的判断。

　　null instanceof String

　　返回值是false，这是instanceof特有的规则：若左操作数是null，结果就直接返回false，不再运算右操作数是什么类。这对我们的程序非常有利，在使用instanceof操作符时，不用关心被判断的类（也就是左操作数）是否为null，这与我们经常用到的equals、toString方法不同。

　　(String)null instanceof String

　　返回值是false，不要看这里有个强制类型转换就认为结果是true，不是的，null是一个万用类型，也可以说它没类型，即使做类型转换还是个null。

　　new Date() instanceof String

　　编译通不过，因为Date类和String没有继承或实现关系，所以在编译时直接就报错了，instanceof操作符的左右操作数必须有继承或实现关系，否则编译会失败。

　　new GenericClass<String>().isDateInstance(“”)

　　编译通不过？非也，编译通过了，返回值是false，T是个String类型，与Date之间没有继承或实现关系，为什么”t instanceof Date”会编译通过呢？那是因为Java的泛型是为编码服务的，在编译成字节码时，T已经是Object类型了，传递的实参是String类型，也就是说T的表面类型是Object，实际类型是String，那”t instanceof Date”这句话就等价于 ”Object instance of Date”了，所以返回false就很正常了。

　　就这么一个简单的instanceof，你答对几个？

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