如何以编程方式生成 .class 文件？

Question

我想为 Java 的玩具语言编写一个编译器。我想生成可运行的 .class 文件。我想知道可用于执行此操作的最佳库或工具是什么？我知道我可以学习所有指令的二进制格式并构建自己的常量池等，但这似乎是应该已经完成​​的工作：没有必要重新发明轮子，对吧？

在线搜索我发现了两种不同的Java汇编语言， Jasmin 和 牙买加，但是只有 Jasmin 看起来有些维护。

是否有用于将字节码写入流的 Java 库？这就是 Apache BCEL 吗？

他们的工具是字节码生成的“标准”吗，就像 Antlr 用于解析一样？

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PS-玩具语言是 Brainf***，我想要一些可以有简单的“语法”，这样我就可以专注于生成方面而不是解析部分......这将在下一步中进行。

Answer 1

ASM 和 BCEL 基本上做类似的事情。我推荐 ASM，因为它支持更多，更小，并且是最新的 JDK。

Answer 2

听起来您正在寻找 Apache BCEL：

字节码工程库 (Apache Commons BCEL™) 旨在为用户提供一种便捷的方式来分析、创建和操作（二进制）Java 类文件（以 .class 结尾的文件）。

Answer 3

JDK 1.6 具有动态编译 Java 类的能力（请参阅 getSystemJavaCompiler ）。这可用于从源代码编译 Java，无需字节码操作或临时文件。我们这样做是为了提高某些反射 API 代码的性能，但它也可以轻松地满足您的目的。

从包含代码的字符串创建 Java 源文件：

   public class JavaSourceFromString extends SimpleJavaFileObject {
       final String code;

       JavaSourceFromString(String name, String code) {
           super(URI.create("string:///"
                            + name.replace('.','/')
                            + Kind.SOURCE.extension),
                 Kind.SOURCE);
           this.code = code;
       }

       @Override
       public CharSequence getCharContent(boolean ignoreEncodingErrors) {
           return code;
       }
   }

// Use your favorite template language here, like FreeMarker
static final String sourceCode = ""
        + "import org.example.MySomethingObject;"
        // DynamicStringGetter would define getString as a standard way to get
        // a String from an object
        + "public class GetStringDynamic implements DynamicStringGetter {\n" 
        + "    public String getString(Object o) {\n"
        + "        MySomethingObject obj = (MySomethingObject) o;\n"
        + "        return o.getSomething();\n"
        + "    }\n"
        + "}\n";

   JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();
   StandardJavaFileManager fileManager = 
       compiler.getStandardFileManager(null, null, null);

   List<JavaFileObject> files = new ArrayList<JavaFileObject>();
   files.add(new JavaSourceFromString("org.example.DynamicClass", sourceCode));

   compiler.getTask(null, fileManager, null, null, null, files).call();

然后动态加载新创建的类文件。

或者，使用字节码操作（例如 ASM）动态创建类。

作为另一种选择，有 Scala CAFEBABE 字节码编译库。我个人没有使用过它，但它似乎更适合创建一种新的 JVM 语言。

就解析部分而言，Antlr 应该可以提供服务。

Answer 4

最简单的方法是使用预处理器将玩具语言转换为有效的 .java 源代码，然后使用 javac 对其进行编译。这也是处理的工作方式。