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Java腳本化程式指南的程式碼實例分享

黄舟

Mar 20, 2017 am 10:24 AM

Java腳本化API為誰準備？

腳本語言的一些有用的特性是：

方便：大多數腳本語言都是動態類型的。您通常可以建立新的變量，而不聲明變數類型，並且可以重複使用變數來儲存不同類型的物件。此外，腳本語言往往會自動執行許多類型的轉換，例如，必要時將數字10轉換為「10」。
開發快速原型：您可以避免編輯編譯運行週期，只使用「編輯運行」！
應用程式/自訂：你可以「具體化」的部分應用程序，例如一些配置腳本，業務邏輯/規則和財務應用中的數學表達式。
為應用程式新增命令列模式，用於偵錯、執行時間配置/部署時間。現在大多數應用程式都有一個基於Web的GUI設定工具。但是系統管理員/部署人員常常喜歡命令列工具。一個「標準」的腳本語言可以用來實現這個目的，而不是發明特設的腳本語言。

Java 腳本 API 是一種獨立於框架的腳本語言，使用來自於Java程式碼的腳本引擎。透過java腳本API，可以使用Java語言編寫自訂/可擴展的應用程式並將自訂腳本語言選擇留給最終用戶。 Java 應用程式開發者不需要在開發過程中選擇擴充語言。如果你使用JSR-223 API來編寫應用，那麼你的使用者可以使用任何JSR-223相容的腳本語言。

腳本套件

Java 腳本功能是在 javax.script 套件中。這是一個比較小的，簡單的API。腳本的出發點是 ScriptEngineManager 類別。一個 ScriptEngineManager 物件可以透過jar檔案的服務發現機制發現腳本引擎。它也可以實例化腳本引擎來解釋使用特定的腳本語言編寫的腳本。使用腳本程式介面的最簡單的方法如下：

建立一個 ScriptEngineManager 物件
從 ScriptEngineManager 取得 ScriptEngine 物件
#使用 ScriptEngine的eval方法執行腳本

#現在，是時候看一些樣本代碼了。了解一些JavaScript有助於閱讀這些例子，但不是強迫的。

實例

「Hello,World」

從ScriptEngineManager實例中，我們透過 getEngineByName 方法得到一個JavaScript引擎實例。透過腳本引擎的eval方法來執行給定的JavaScript程式碼。為簡便起見，本例以及隨後的例子中，我們不會對異常進行處理。 javax.script API有檢查和運行時異常，你必須妥善處理異常。

import javax.script.*;
public class EvalScript {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // create a script engine manager
        ScriptEngineManager factory = new ScriptEngineManager();
        // create a JavaScript engine
        ScriptEngine engine = factory.getEngineByName("JavaScript");
        // evaluate JavaScript code from String
        engine.eval("print(&#39;Hello, World&#39;)");
    }
}

執行一個腳本檔

在這個範例中，我們呼叫eval方法來接收java.io.Reader作為輸入來源。讀入的腳本被執行。這種方式能夠成檔執行腳本，用相關的輸入流物件讀取URL和資源。

import javax.script.*;
public class EvalFile {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // create a script engine manager
        ScriptEngineManager factory = new ScriptEngineManager();
        // create JavaScript engine
        ScriptEngine engine = factory.getEngineByName("JavaScript");
        // evaluate JavaScript code from given file - specified by first argument
        engine.eval(new java.io.FileReader(args[0]));
    }
}

假設我們有一個叫」test.js」的文件，裡面的內容如下：

println("This is hello from test.js");

我們可以使用下面的方式來運行剛剛的腳本

java EvalFile test.js

腳本變數

當你的java應用程式嵌入腳本引擎和腳本，你可能希望將您的應用程式物件為全域變數暴露於腳本中。這個例子示範如何將您的應用程式物件作為全域變數暴露於腳本中。我們在應用程式中建立一個 java.io.File物件作為全域變量，名稱是file。該腳本可以存取變量，例如，它可以呼叫它的公共方法。注意存取java物件、領域和方法的語法依賴腳本語言。 JavaScript支援最「自然」的類似java的語法。

public class ScriptVars { 
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ScriptEngineManager manager = new ScriptEngineManager();
        ScriptEngine engine = manager.getEngineByName("JavaScript");

        File f = new File("test.txt");
        // expose File object as variable to script
        engine.put("file", f);

        // evaluate a script string. The script accesses "file" 
        // variable and calls method on it
        engine.eval("print(file.getAbsolutePath())");
    }
}

呼叫腳本函數和方法

有些時候，你可能需要多次呼叫一個特定腳本函數，例如你的應用程式選單功能可能由腳本來實現。在選單中的動作事件處理程式中，可能需要呼叫一個特定的腳本函數。下面的範例示範在Java程式碼呼叫一個特定的腳本。

import javax.script.*;

public class InvokeScriptFunction {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ScriptEngineManager manager = new ScriptEngineManager();
        ScriptEngine engine = manager.getEngineByName("JavaScript");

        // JavaScript code in a String
        String script = "function hello(name) { print(&#39;Hello, &#39; + name); }";
        // evaluate script
        engine.eval(script);

        // javax.script.Invocable is an optional interface.
        // Check whether your script engine implements or not!
        // Note that the JavaScript engine implements Invocable interface.
        Invocable inv = (Invocable) engine;

        // invoke the global function named "hello"
        inv.invokeFunction("hello", "Scripting!!" );
    }
}

如果你的腳本語言是基於物件(如JavaScript)或物件導向的，你可以在腳本物件上呼叫腳本方法。

import javax.script.*;

public class InvokeScriptMethod {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ScriptEngineManager manager = new ScriptEngineManager();
        ScriptEngine engine = manager.getEngineByName("JavaScript");

        // JavaScript code in a String. This code defines a script object &#39;obj&#39;
        // with one method called &#39;hello&#39;. 
        String script = "var obj = new Object(); obj.hello = function(name) { print(&#39;Hello, &#39; + name); }";
        // evaluate script
        engine.eval(script);

        // javax.script.Invocable is an optional interface.
        // Check whether your script engine implements or not!
        // Note that the JavaScript engine implements Invocable interface.
        Invocable inv = (Invocable) engine;

        // get script object on which we want to call the method
        Object obj = engine.get("obj");

        // invoke the method named "hello" on the script object "obj"
        inv.invokeMethod(obj, "hello", "Script Method !!" );
    }
}

透過腳本實作Java接口

有些時候透過腳本函數或方法可以很方便的實作java接口，而不是在Java中呼叫。同時，透過介面我們可以避免在很多地方使用javax.script API介面。我們可以得到一個介面實作者物件並將其傳遞給不同的Java api。下面的範例示範了透過腳本實作 java.lang.Runnable介面。

import javax.script.*;

public class RunnableImpl {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ScriptEngineManager manager = new ScriptEngineManager();
        ScriptEngine engine = manager.getEngineByName("JavaScript");

        // JavaScript code in a String
        String script = "function run() { println(&#39;run called&#39;); }";

        // evaluate script
        engine.eval(script);

        Invocable inv = (Invocable) engine;

        // get Runnable interface object from engine. This interface methods
        // are implemented by script functions with the matching name.
        Runnable r = inv.getInterface(Runnable.class);

        // start a new thread that runs the script implemented
        // runnable interface
        Thread th = new Thread(r);
        th.start();
    }
}

如果你的脚本语言是基于对象或者面向对象的，可以通过脚本对象的脚本方法来实现Java接口。这避免了不得不调用脚本全局函数的接口方法。脚本对象可以存储接口实现状态。

import javax.script.*;

public class RunnableImplObject {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ScriptEngineManager manager = new ScriptEngineManager();
        ScriptEngine engine = manager.getEngineByName("JavaScript");

        // JavaScript code in a String
        String script = "var obj = new Object(); obj.run = function() { println(&#39;run method called&#39;); }";

        // evaluate script
        engine.eval(script);

        // get script object on which we want to implement the interface with
        Object obj = engine.get("obj");

        Invocable inv = (Invocable) engine;

        // get Runnable interface object from engine. This interface methods
        // are implemented by script methods of object &#39;obj&#39;
        Runnable r = inv.getInterface(obj, Runnable.class);

        // start a new thread that runs the script implemented
        // runnable interface
        Thread th = new Thread(r);
        th.start();
    }
}

脚本的多作用域

在 script variables 例子中，我们看到怎样将应用对象暴露为脚本的全局变量。它有可能暴露为多个全局的作用域。单作用域是javax.script.Bindings的实例中. 这个借口派生至java.util.Map<string object>。</string> scope 键值对的集合，其中键为非空、非空字符串。多scopes 是 javax.script.ScriptContext 接口支持的。支持一个或多个脚本上下文与相关的域绑定。默认情况下, 每一个脚本引擎都有一个默认的脚本上下文。默认的脚本上下文有至少一个域叫 ”ENGINE_SCOPE”。不同域的脚本上下文支持可以通过 getscopes 方法获取。

import javax.script.*;

public class MultiScopes {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ScriptEngineManager manager = new ScriptEngineManager();
        ScriptEngine engine = manager.getEngineByName("JavaScript");

        engine.put("x", "hello");
        // print global variable "x"
        engine.eval("println(x);");
        // the above line prints "hello"

        // Now, pass a different script context
        ScriptContext newContext = new SimpleScriptContext();
        Bindings engineScope = newContext.getBindings(ScriptContext.ENGINE_SCOPE);

        // add new variable "x" to the new engineScope        
        engineScope.put("x", "world");

        // execute the same script - but this time pass a different script context
        engine.eval("println(x);", newContext);
        // the above line prints "world"
    }
}

JavaScript 脚本引擎

Sun的JDK 6中包含了一个基于 Mozilla Rhino JavaScript 脚本引擎。这个引擎是基于版本为1.6R2的Mozilla Rhino 。多数 Rhino 实现都被包含在内。少部分组件由于大小和安全原因被排除了:

JavaScript转字节码编译 (也称 ”优化器”).。此功能依赖一个类生成库。去掉本功能意味着：JavaScript是解释执行，且不影响脚本执行，因为优化器是透明的。
Rhino的JavaAdapter 也被去掉了。 JavaAdapter是一个JavaScript可扩展Java类和JavaScript可实现Java接口功能。此功能也是需要类生成库的。我们把Rhino的JavaAdapter替换为Sun实现的JavaAdapter。在Sun的实现中，仅仅实现了JavaScript对象可实现Java单接口功能。例如，下面的代码会正确执行。
```
       var v = new java.lang.Runnable() {
                    run: function() { print(&#39;hello&#39;); }
               }
       v.run();
```
在大多数情况下，JavaAdapter是采用匿名类语法来实现单接口。使用JavaAdapter来扩展Java类或实现多接口并不常见。
E4X (ECMAScript for XML – ECMA Standard 357) 被去掉了. 使用XML JavaScript代码会产生一个语法错误. 请注意,E4X支持ECMAScript标准是可选的-省略E4X的实现是被支持也是兼容 ECMAScript 。
Rhino的命令行工具 (Rhino shell, debugger 等) 没有被包含在内。但你可以用使用 jrunscript来代替。

JavaScript与Java的通信

在大多数情况下,访问Java类、对象和方法很简单。从JavaScript中访问属性和方法与同Java中一样。这里，我们突出JavaScript Java访问的重要方面.。下面是一些JavaScript访问Java的代码片段。本节需要一些JavaScript知识。如果你打算使用JSR-223中非JavaScript脚本语言，那么本节可以跳过。

引入Java 包, 类

内置的函数importPackage 和importClass 可以用于引入Java 包和类。

// Import Java packages and classes 
// like import package.*; in Java
importPackage(java.awt);
// like import java.awt.Frame in Java
importClass(java.awt.Frame);
// Create Java Objects by "new ClassName"
var frame = new java.awt.Frame("hello");
// Call Java public methods from script
frame.setVisible(true);
// Access "JavaBean" properties like "fields"
print(frame.title);

全局变量Packages也可以用于访问Java包。例如: Packages.java.util.Vector, Packages.javax.swing.JFrame. 请注意： ”java” 是 “Packages.java”的快捷引用。还有一些等价的快捷引用前缀： javax, org, edu, com, net, 所以几乎所有的 JDK 平台下的类都可以不使用”Packages” 前缀而访问到。

请注意，java.lang不是默认引入的 (与Java不同)，因为会与 JavaScript’s 内置的 Object, Boolean, Math 等冲突。

importPackage 和importClass 函数”污染” 了JavaScript中的全局变量。为了避免这种情况，你可以使用JavaImporter。

// create JavaImporter with specific packages and classes to import

var SwingGui = new JavaImporter(javax.swing,
                            javax.swing.event,
                            javax.swing.border,
                            java.awt.event);
with (SwingGui) {
    // within this &#39;with&#39; statement, we can access Swing and AWT
    // classes by unqualified (simple) names.

    var mybutton = new JButton("test");
    var myframe = new JFrame("test");
}

C创建和使用Java的数组

在JavaScript中,创建一个对象时与Java中一样，而创建Java数组时需要显式的使用Java反射。但一旦创建好后,访问其中的元素或获取大小就和Java中一样。另外，也可以使用脚本数组用在Java方法中期望的Java数组(因为可以自动转换)。所以在大多数情况下我们不需要显式地创建Java数组。

// create Java String array of 5 elements
var a = java.lang.reflect.Array.newInstance(java.lang.String, 5);

// Accessing elements and length access is by usual Java syntax
a[0] = "scripting is great!";
print(a.length);

实现Java 接口

在JavaScript中，可以使用Java匿名类语法形式实现Java中接口:

var r  = new java.lang.Runnable() {
    run: function() {
        print("running...\n");
    }
};

// "r" can be passed to Java methods that expect java.lang.Runnable
var th = new java.lang.Thread(r);
th.start();

当接口中只有一个需要实现的方法时，你可以自己传入脚本的函数(因为可以自动转换)。

function func() {
     print("I am func!");
}

// pass script function for java.lang.Runnable argument
var th = new java.lang.Thread(func);
th.start();

重载

Java方法是使用参数类型重载的。在Java中，重载发生在编译阶段 (执行 javac)。当脚本中调用Java方法时，脚本的翻译器或编译器需要选择适当的方法。对于JavaScript引擎,您不需要做任何特别的——正确的Java方法重载变体是根据参数类型选择的。但有时,您可能希望(或有)显式地选择一个特定的过载变体。

var out = java.lang.System.out;

// select a particular println function 
out["println(java.lang.Object)"]("hello");

自定义脚本引擎

我们不会覆盖的JSR-223兼容脚本引擎实现细节. 至少, 您需要实现javax.script.ScriptEngine 和javax.script.ScriptEngineFactory 接口。抽象类javax.script.AbstractScriptEngine 提供了一些ScriptEngine 接口中定义的方法。

在开始实现 JSR-223 引擎之前,您可能需要下载。这个工程维护了一些流行的开源脚本语言的 JSR-223 实现。

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