为 JVM 生成 .class 文件

Question

我正在开发一个项目，需要我动态生成一个 java“.class”文件，该文件稍后可以在 JVM 上进行编译。在学习和使用 MSIL (Microsoft IL)（也是一种基于堆栈的中间编程语言）之后，我面临以下问题：

1. 与 IL（用于 C# 或 VB）相比，“.class”文件中的 java 字节码包含以结构化方式提供信息，据我所知该文件，它包含除程序数据之外的元数据，这是真的吗？我可以为每个类文件生成相同的模板形式吗？
2. 是否必须以二进制形式生成类文件？

我参考了“Joshua Engel 的 Java™ 虚拟机编程”，但它没有达到我的目的，因为我已经了解了 JVM 指令集。

有人可以帮我解决这个问题吗？我们将高度赞赏所有帮助。 生成一个简单的类文件的示例将非常有用，因为我还找不到单个 1。

Answer 1

使用 ASM 字节码库 转换为使用 .NET 使用 IKVM Java 到 .NET 编译器：

hello.cs：

using System;
using System.IO;
using org.objectweb.asm;

namespace test.helloWorld
{
    public class helloDump
    {

        public static byte[] dump ()
        {

            ClassWriter cw = new ClassWriter(0);
            MethodVisitor mv;

            cw.visit(Opcodes.__Fields.V1_6, Opcodes.__Fields.ACC_PUBLIC + Opcodes.__Fields.ACC_SUPER, "hello", null, "java/lang/Object", null);

            mv = cw.visitMethod(Opcodes.__Fields.ACC_PUBLIC, "<init>", "()V", null, null);
            mv.visitCode();
            mv.visitVarInsn(Opcodes.__Fields.ALOAD, 0);
            mv.visitMethodInsn(Opcodes.__Fields.INVOKESPECIAL, "java/lang/Object", "<init>", "()V");
            mv.visitInsn(Opcodes.__Fields.RETURN);
            mv.visitMaxs(1, 1);
            mv.visitEnd();

            mv = cw.visitMethod(Opcodes.__Fields.ACC_PUBLIC + Opcodes.__Fields.ACC_STATIC, "main", "([Ljava/lang/String;)V", null, null);
            mv.visitCode();
            mv.visitFieldInsn(Opcodes.__Fields.GETSTATIC, "java/lang/System", "out", "Ljava/io/PrintStream;");
            mv.visitLdcInsn("Hello World!");
            mv.visitMethodInsn(Opcodes.__Fields.INVOKEVIRTUAL, "java/io/PrintStream", "println", "(Ljava/lang/String;)V");
            mv.visitInsn(Opcodes.__Fields.RETURN);
            mv.visitMaxs(2, 1);
            mv.visitEnd();

            cw.visitEnd();

            return cw.toByteArray();
        }

        public static void Main(string[] args)
        {
            FileStream helloWorldFile = new FileStream("hello.class", FileMode.Create);
            byte[] helloWorldClass = dump();
            helloWorldFile.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
            helloWorldFile.Write(helloWorldClass, 0, helloWorldClass.Length);
        }
    }
}

命令：

$ ikvmc -out:org.objectweb.asm.dll -target:library -version:3.2.0.0 asm-3.2.jar
$ mcs -r:org.objectweb.asm.dll  hello.cs
$ mono hello.exe
$ ls hello.class
$ java hello

Answer 2

您可能需要查看 ASM 字节码库。它很受欢迎。许多 JVM 语言都使用它：Clojure、Groovy、Jython、JRuby。

但我确实同意其他发帖者的观点，即生成 Java 源代码并使用 javac 编译它以获得 .class 文件可能会更简单。很大程度上取决于你需要做什么。

Answer 3

你看过BCEL吗？

http://en.wikipedia.org/wiki/Byte_Code_Engineering_Library

现在与 JRE 捆绑在一起。

Answer 4

将以下内容保存到 Simple.java 并从命令行执行 javac Simple.java （假设您安装了 JDK）

public class SimpleJava {
  public static main(String[] args) {
    System.out.println("Big Sorry, couldn't stop myself ;-)");
  }
}

这至少是生成简单类文件的标准方法;)

Answer 5

认真的回答。

我会自动生成 Java 代码并使用 Java 编译器生成类文件。这看起来比对抗 BCEL 容易多了。至少因为用“高级”语言编写算法比用 Java 字节码更容易。

任何其他生成字节码的编程语言也可以，但我想 Java 是最简单的方法之一。

回答你的问题，

（1）是的，一些元数据是相当静态的。维基百科对 类文件格式有很好的概述

(2) 是的，类文件是“二进制”。 java字节码没有字母数字语言（如汇编程序）（至少我没有听说过任何这样的工具，javap可以打印可读的字节码，但没有回头路）

编辑

仍然很难猜测，你真正想要做什么，但以防万一，你想围绕算术表达式编写一个类文件，可以在 java 虚拟机中计算该算术表达式，那么你真的可以从创建一个模板类开始文件。

在这种情况下，我会用 Java 编写这个“评估器”并对其进行测试，直到它评估所有有效输入。我将使用一个私有字段来保存表达式，并使用虚拟表达式进行初始化。

我的 Java 编码求值器的类文件将是“动态”类生成的完美模板 - 我只需要找出如何用真实的表达式“替换”虚拟表达式，重新创建有效的类文件（您可能需要调整一些指针因为字符串长度不同）并且它应该可以工作。

即使这个猜测完全错误，它也可以作为案例研究，并可能对您有所帮助:)