Java8的Nashorn腳本引擎詳解

本文為了解所有關於 Nashorn JavaScript 引擎易於理解的程式碼範例。 Nashorn JavaScript 引擎是Java SE 8的一部分，它與其它像Google V8 (它是Google Chrome 和Node.js的引擎)的獨立引擎相互競爭。 Nashorn 擴充了Java在JVM上執行動態JavaScript腳本的能力。

在接下來的大約15分鐘裡，您將學習如何在 JVM 上動態執行 JavaScript。 透過一些簡短的程式碼範例來示範最近 Nashorn 的語言特性。 學習 Java 與 JavaScript 的相互呼叫。最後包括如何在日常的 Java 業務中整合動態腳本。

使用Nashorn

Nashorn javascript 引擎要么在java程式中以編程的方式使用要么在命令列工具jjs使用，jjs在目錄$JAVA_HOME/ bin中。如果你準備建立一個jjs的符號鏈接，如下：

$ cd /usr/bin
$ ln -s $JAVA_HOME/bin/jjs jjs
$ jjs
jjs> print('Hello World');

本教程關注的是在java程式碼中使用 nashorn ，所以我們現在跳過jjs。用java程式碼來一個簡單的  HelloWorld範例，如下：

ScriptEngine engine = new ScriptEngineManager().getEngineByName("nashorn");
engine.eval("print('Hello World!');");

為了在java中執行JavaScript程式碼，首先使用原先Rhino (舊版Java中來自Mozilla的引擎)中的套件javax.script來建立一個nashorn腳本引擎。 .

既可以往上面那樣把JavaScript程式碼當作一個字串來直接執行，也可放入一個js腳本檔中，如：

ScriptEngine engine = new ScriptEngineManager().getEngineByName("nashorn");
engine.eval(new FileReader("script.js"));

Nashorn javascript是基於 ECMAScript 5.1 ，但nashorn後續版本將支援ECMAScript 6:

目前Nashorn的策略是遵循ECMAScript規範。 當我們發布JDK 8時，我們將實現ECMAScript 5.1標準。後續的 Nashorn的版本將實現 ECMAScript Edition 6標準。

Nashorn定義了許多語言和擴充了 ECMAScript標準的API 。接下來我們來看看java與JavaScript的通訊。

Java呼叫Javascript 函數

Nashorn 支援java程式碼直接呼叫定義在腳本檔案中JavaScript函數。你可以把java物件當作函數的參數且在呼叫函數的java方法中接收回傳的資料。

如下的JavaScript程式碼將會在java端呼叫：

var fun1 = function(name) {
    print('Hi there from Javascript, ' + name);
    return "greetings from javascript";
};

var fun2 = function (object) {
    print("JS Class Definition: " + Object.prototype.toString.call(object));
};

為了呼叫函數，你必須先把腳本引擎轉換成 Invocable。 NashornScriptEngine 實作了 Invocable 介面且定義一個呼叫JavaScript函數的方法 invokeFunction ，傳入函數名稱即可。

ScriptEngine engine = new ScriptEngineManager().getEngineByName("nashorn");
engine.eval(new FileReader("script.js"));

Invocable invocable = (Invocable) engine;

Object result = invocable.invokeFunction("fun1", "Peter Parker");
System.out.println(result);
System.out.println(result.getClass());

// Hi there from Javascript, Peter Parker
// greetings from javascript
// class java.lang.String

上述程式碼的執行將在控制台列印三行資訊。呼叫 print 函數將輸出內容透過管道送到 System.out 控制台，因此我們首先看到的是 JavaScript列印的資訊。

現在我們透過傳遞任意的 Java 物件去呼叫第二個函數：

invocable.invokeFunction("fun2", new Date());
// [object java.util.Date]

invocable.invokeFunction("fun2", LocalDateTime.now());
// [object java.time.LocalDateTime]

invocable.invokeFunction("fun2", new Person());
// [object com.winterbe.java8.Person]

你可以傳遞任意 Java 物件而不會在 JavaScript 這邊遺失類型資訊。因為腳本本身是在 JVM 虛擬機器中執行的，我們可以完全利用 nashorn 引擎的 Java API 和外部函式庫的強大功能。

在 JavaScript 端呼叫 Java 方法

在 JavaScript 中呼叫 Java 方法很簡單。首先我們定義一個靜態的 Java 方法：

static String fun1(String name) {
    System.out.format("Hi there from Java, %s", name);
    return "greetings from java";
}

JavaScript 可透過 Java.type API 來引用 Java 類別。這跟在 Java 類別中引入其他類別是類似的。當定義了 Java 類型後我們可直接呼叫其靜態方法 fun1() 並列印結果到 sout。因為方法是靜態的，所以我們無需建立類別實例。

var MyJavaClass = Java.type('my.package.MyJavaClass');

var result = MyJavaClass.fun1('John Doe');
print(result);

// Hi there from Java, John Doe
// greetings from java

當呼叫java 方法時，Nashorn怎麼處理原生JavaScript類型與java類型轉換？讓我們用一個簡單的例子來發現。

下面的java方法簡單列印實際的類別方法參數的類型:

static void fun2(Object object) {
    System.out.println(object.getClass());
}

為了解引擎如何處理類型轉換，我使用不同JavaScript類型來呼叫java方法：

MyJavaClass.fun2(123);
// class java.lang.Integer

MyJavaClass.fun2(49.99);
// class java.lang.Double

MyJavaClass.fun2(true);
// class java.lang.Boolean

MyJavaClass.fun2("hi there")
// class java.lang.String

MyJavaClass.fun2(new Number(23));
// class jdk.nashorn.internal.objects.NativeNumber

MyJavaClass.fun2(new Date());
// class jdk.nashorn.internal.objects.NativeDate

MyJavaClass.fun2(new RegExp());
// class jdk.nashorn.internal.objects.NativeRegExp

MyJavaClass.fun2({foo: 'bar'});
// class jdk.nashorn.internal.scripts.JO4

原始的javascript 類型轉換為適當的 java 包裝器類別。而不是本地javascript物件內部適配器類別。請記住，這些類別來自於jdk.nashorn.internal，所以你不應該在客戶端使用這些類別:

Anything marked internal will likely change out from underneath you.

ScriptObjectMirror

当使用ScriptObjectMirror把本地JavaScript对象传入时，实际上是有一个java对象表示JavaScript 对象。 ScriptObjectMirror 实现了接口与jdk.nashorn.api内部的映射。这个包下的类目的就是用于客户端代码使用。

下一个示例更改参数类型Object为ScriptObjectMirror，因此我们能获取到传入JavaScript中对象的一些信息：

static void fun3(ScriptObjectMirror mirror) {
    System.out.println(mirror.getClassName() + ": " +
        Arrays.toString(mirror.getOwnKeys(true)));
}

当我们把传递对象hash到方法中，在Java端就能访问这些属性：

MyJavaClass.fun3({
    foo: 'bar',
    bar: 'foo'
});

// Object: [foo, bar]

我们也可以在Java端调用JavaScript对象中的函数。我们首先定义一个JavaScript类型 Person，包含属性 firstName 、lastName 和函数getFullName。

function Person(firstName, lastName) {
    this.firstName = firstName;
    this.lastName = lastName;
    this.getFullName = function() {
        return this.firstName + " " + this.lastName;
    }
}

javascript 函数getFullName 能被 ScriptObjectMirror 的callMember()调用。

static void fun4(ScriptObjectMirror person) {
    System.out.println("Full Name is: " + person.callMember("getFullName"));
}

当我们传入一个新的person给java 方法时，我们能在控制台看到预期结果：

var person1 = new Person("Peter", "Parker");
MyJavaClass.fun4(person1);

// Full Name is: Peter Parker

语言扩展

Nashorn 定义一系列的语言和扩展了 ECMAScript 标准的API。 让我们直接进入最新的功能：

类型数组

原始javascript 数组时无类型的。 Nashorn 运行你在JavaScript中使用java数组：

var IntArray = Java.type("int[]");

var array = new IntArray(5);
array[0] = 5;
array[1] = 4;
array[2] = 3;
array[3] = 2;
array[4] = 1;

try {
    array[5] = 23;
} catch (e) {
    print(e.message);  // Array index out of range: 5
}

array[0] = "17";
print(array[0]);  // 17

array[0] = "wrong type";
print(array[0]);  // 0

array[0] = "17.3";
print(array[0]);  // 17

int[] 数组的行为像一个真正的 java int 数组。 但当我们试图添加非整数的值的数组时，Nashorn 会执行隐式类型转换。 字符串会自动转换为int，这相当方便。

集合与For Each

我们可以使用java的集合来代替数组。首先定义使用 Java.type定义一个java类型，而后根据需要创建一个实例。

var ArrayList = Java.type('java.util.ArrayList');
var list = new ArrayList();
list.add('a');
list.add('b');
list.add('c');

for each (var el in list) print(el);  // a, b, c

为了遍历集合和数组中的元素，Nashorn 引入了 for each 语句。这就像是 Java 的 for 循环一样。

这里是一个对集合元素进行遍历的例子，使用的是 :

var map = new java.util.HashMap();
map.put('foo', 'val1');
map.put('bar', 'val2');

for each (var e in map.keySet()) print(e);  // foo, bar

for each (var e in map.values()) print(e);  // val1, val2

Lambda 表达式和 Streams

似乎大家都比较喜欢 Lambda 和 Streams —— Nashorn 也是！虽然 ECMAScript 5.1 中缺少 Java 8 Lambda 表达式中的紧缩箭头的语法，但我们可以在接受 Lambda 表达式的地方使用函数来替代。

var list2 = new java.util.ArrayList();
list2.add("ddd2");
list2.add("aaa2");
list2.add("bbb1");
list2.add("aaa1");
list2.add("bbb3");
list2.add("ccc");
list2.add("bbb2");
list2.add("ddd1");

list2
    .stream()
    .filter(function(el) {
        return el.startsWith("aaa");
    })
    .sorted()
    .forEach(function(el) {
        print(el);
    });
    // aaa1, aaa2

扩展类

Java 的类型可以简单的通过 Java.extend 进行扩展，在下个例子你将在脚本中创建一个多线程示例：

var Runnable = Java.type('java.lang.Runnable');
var Printer = Java.extend(Runnable, {
    run: function() {
        print('printed from a separate thread');
    }
});

var Thread = Java.type('java.lang.Thread');
new Thread(new Printer()).start();

new Thread(function() {
    print('printed from another thread');
}).start();

// printed from a separate thread
// printed from another thread

参数重载

方法和函数可以使用点符号或方括号来进行调用。

var System = Java.type('java.lang.System');
System.out.println(10);              // 10
System.out["println"](11.0);         // 11.0
System.out["println(double)"](12);   // 12.0

在使用重载的参数来调用方法时可以传递可选参数来确定具体调用了哪个方法，如 println(double)。

Java Beans

我们不需要常规的用 getter 或者 setter 来访问类成员属性，可直接用属性名简单访问 Java Bean 中的属性。例如：

var Date = Java.type('java.util.Date');
var date = new Date();
date.year += 1900;
print(date.year);  // 2014

函数语法

如果只是简单的一行函数我们可以不用大括号：

function sqr(x) x * x;
print(sqr(3));    // 9

属性绑定

来自不同对象的属性可以绑定在一起：

var o1 = {};
var o2 = { foo: 'bar'};

Object.bindProperties(o1, o2);

print(o1.foo);    // bar
o1.foo = 'BAM';
print(o2.foo);    // BAM

字符串处理

我喜欢字符串裁剪.

print("   hehe".trimLeft());            // hehe
print("hehe    ".trimRight() + "he");   // hehehe

在哪里

以防忘记你在哪里:

print(FILE, LINE, DIR);

Import 的范围

有时，这在一次性导入多个java 包时非常有用。我们可以使用JavaImporter并结合with，在with块范围内引用：

var imports = new JavaImporter(java.io, java.lang);
with (imports) {
    var file = new File(FILE);
    System.out.println(file.getAbsolutePath());
    // /path/to/my/script.js
}

数组转换

有些包时可以直接使用而不必利用 Java.type 或JavaImporter引入，如 java.util:

var list = new java.util.ArrayList();
list.add("s1");
list.add("s2");
list.add("s3");

如下的代码演示了将java list转换为JavaScript的数组：

var jsArray = Java.from(list);
print(jsArray);                                  // s1,s2,s3
print(Object.prototype.toString.call(jsArray));  // [object Array]

其他的方式：

var javaArray = Java.to([3, 5, 7, 11], "int[]");

调用父类函数

在 JavaScript 中访问重载的成员会有一点点尴尬，因为 ECMAScript 没有类似 Java 的 super 关键字一样的东西。所幸的是 Nashorn 有办法解决。

首先我们在 Java 代码中定义一个超类：

class SuperRunner implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("super run");
    }
}

接下来我们在 JavaScript 中重载 SuperRunner 。创建一个新的 Runner 实例时请注意 Nashorn 的扩展语法：其重载成员的语法是参考 Java 的匿名对象的做法。

var SuperRunner = Java.type('com.winterbe.java8.SuperRunner');
var Runner = Java.extend(SuperRunner);

var runner = new Runner() {
    run: function() {
        Java.super(runner).run();
        print('on my run');
    }
}
runner.run();

// super run
// on my run

我们使用Java.super调用了重载方法 SuperRunner.run()。

在JavaScript中执行其它脚本是十分容易的。我们可以load函数载入本地或远程的脚本。

在我的很多web前端中都使用了 Underscore.js ，因此在Nashorn中我们可以重用 Underscore：

load('http://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/underscore.js/1.6.0/underscore-min.js');

var odds = _.filter([1, 2, 3, 4, 5, 6], function (num) {
    return num % 2 == 1;
});

print(odds);  // 1, 3, 5

扩展脚本的执行是在同一个 JavaScript 上下文中，因此我们可以直接访问 underscore 变量。记住脚本的加载可能会因为变量名的重叠导致代码出问题。

我们可以通过将加载的脚本文件放置到一个新的全局上下文来解决这个问题：

loadWithNewGlobal('script.js');

命令行脚本

如果你对用 Java 编写命令行脚本很感兴趣的话，可以试试 Nake 。Nake 是一个为 Java 8 Nashorn 准备的简单 Make 工具。你可以在 Nakefile 文件中定义任务，然后使用 nake — myTask 来运行任务。任务使用 JavaScript 编写并通过 Nashorn 脚本模式运行，因此你可以让你的终端应用完全利用 Java 8 API 和其他 Java 库强大的功能。

对 Java 开发者而言，编写命令行脚本从来没有如此简单过。

总结

我希望这篇文章对你有用，可以让你轻松理解 Nashorn JavaScript 引擎。更多关于 Nashorn 的信息请阅读 这里, 这里 和 这里. 如果你是要用 Nashorn 编写 Shell 脚本的话可以参考 这里.

过去我也发表了一些 文章 是关于如何在 Nashron 引擎中使用 Backbone.js 模型数据的。如果你想要了解更多 Java 8 的话可以去看看我的文章 Java 8 Tutorial 和 Java 8 Stream Tutorial.

以上是Java8的Nashorn腳本引擎詳解的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！