有没有一种方法可以动态地创建类（而不是实例）？

Question

我有一个问题，关于如何动态创建类（而不是实例）。 在我的项目中，我需要根据配置文件编写几个类似的类。 例如，有一个像这样的JSON：

{                                                                                                                                                                              
    {                                                                                                                                                                          
        "lang": "python",                                                                                                                                                      
        "file": "class1.py",
        "args": ["arg1"]                                                                                                                                  
    },                                                                                                                                                                         
    {                                                                                                                                                                          
        "lang": "python",                                                                                                                                                      
        "file": "class2.py"  
        "args": ["arg2"]                                                                                                                                               
    }                                                                                                                                                                          
} 

随后，我需要编写以下两个Java类：

类1：

public class Class1 extends ShellBolt implements IRichBolt {
    public Class1() {
        super("python", "class1.py");
    }

    @Override
    public void declareOutputFields(OutputFieldsDeclarer declarer) {
        declarer.declare(new Fields(arg1));
    }

    @Override
    public Map<String, Object> getComponentConfiguration() {
        return null;
    }
}

class2:

public class Class2 extends ShellBolt implements IRichBolt {

    public Class2() {
        super("python", "class2.py");
    }

    @Override
    public void declareOutputFields(OutputFieldsDeclarer declarer) {
        declarer.declare(new Fields(arg2));
    }

    @Override
    public Map<String, Object> getComponentConfiguration() {
        return null;
    }
}

但是如果JSON文件添加了一个新对象：

{                                                                                                                                                                          
    "lang": "python",                                                                                                                                                      
    "file": "class3.py"   
    "args": ["arg3"]
}

我需要编写一个类似结构的新类。 那么，有没有一种动态创建类的方法？ 我知道可能可以使用cglib，但我不知道如何在我的情况下使用它。 谢谢。

- Charlie Lin

---

为什么需要创建这些类？只有一个类封装配置文件中的JSON对象并具有根据该对象内容执行操作的方法不足以满足需求吗？ - Philipp

有一些类库，比如BCEL，可以让你在运行时创建类。 - Paolo Falabella

这是一篇讨论类似问题的文章：http://www.javaranch.com/journal/200711/Journal200711.jsp#a4 - jayeff

@Philipp 你好，我知道有些人可能会有这个问题。但不幸的是，这里使用的框架必须保持这样。类似的实例将在稍后被使用。 - Charlie Lin

Answer 1

您可以使用JavaCompiler编译任何Java代码为类文件。然后，您可以使用URLClassLoader加载生成的类。

在javadoc中提供了一个示例，或者您可以查看this question以获取完整的示例。

应用于您的Class1，它将类似于下面的示例。请注意，您需要在代码中包含所有相关的导入，否则它将无法编译。

public static void main(String[] args) throws Exception {
    String packageName = "some.packagename";
    String className = packageName + ".Class1";
    String body = "package " + packageName + ";   " +
                "public class Class1 extends ShellBolt implements IRichBolt {\n" +
                "    public Class1() {\n" +
                "        super(\"python\", \"class1.py\");\n" +
                "    }\n" +
                "\n" +
                "    @Override\n" +
                "    public void declareOutputFields(OutputFieldsDeclarer declarer) {\n" +
                "        declarer.declare(new Fields(arg1));\n" +
                "    }\n" +
                "\n" +
                "    @Override\n" +
                "    public Map<String, Object> getComponentConfiguration() {\n" +
                "        return null;\n" +
                "    }\n" +
                "}";

    Path classFile = Paths.get(System.getProperty("user.home"));
    compile(className, body, classFile);
    Class<?> class1 = loadClass(className, classFile);

    Method getComponentConfiguration = class1.getDeclaredMethod("getComponentConfiguration");
    Map<String, Object> result = (Map<String, Object>) getComponentConfiguration.invoke(class1.newInstance());
}

private static Class<?> loadClass(String className, Path path) throws Exception {
    URLClassLoader loader = new URLClassLoader(new URL[]{path.toUri().toURL()}, Test1.class.getClassLoader());
    return loader.loadClass(className);
}

private static void compile(String className, String body, Path path) throws Exception {
    List<JavaSourceFromString> sourceCode = Arrays.asList(new JavaSourceFromString(className, body));

    JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();
    StandardJavaFileManager fileManager = compiler.getStandardFileManager(null, null, null);
    fileManager.setLocation(StandardLocation.CLASS_OUTPUT, Arrays.asList(path.toFile()));
    boolean ok = compiler.getTask(null, fileManager, null, null, null, sourceCode).call();

    System.out.println("compilation ok = " + ok);
}

public static class JavaSourceFromString extends SimpleJavaFileObject {
    final String code;

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

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

- assylias

Answer 2

如果您真的需要在JVM中动态创建类，请考虑使用Groovy等动态语言。

另一种方式：如果您需要在JVM上解释一些Python代码，请考虑使用Jython。http://www.jython.org/ 在HotSpot JVM中动态创建类存在风险。如果您创建了太多的动态类，可能会耗尽PermGen空间，导致JVM崩溃并出现OutOfMemory错误。然而，有一些解决方法，例如通过-XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+CMSClassUnloadingEnabled -XX:+CMSPermGenSweepingEnabled jvm参数启用PermGen的垃圾回收。宣布PermGen将在JVM 8中被删除。

- Alexander Tokarev

Answer 3

有方法可以实现。你应该创建自己的ClassLoader实现，覆盖它的loadClass方法，在此处调用defineClass，并提供字节码。没有内置类来生成字节码，但始终可以使用ASM。然后，您可以实例化自己的ClassLoader，并从中获取类：

ClassLoader myClassLoader = new MyClassLoader(ClassLoader.getSystemClassLoader());
Class<?> generatedClass = Class.forName("pkg.GeneratedClass", true, myClassLoader);
Object instance = generatedClass.newInstance();

这里有一个示例，展示了如何实现你的loadClass方法：

@Override public void loadClass(String name) {
    if (name.equals("pkg.GeneratedClass")) {
        ClassWriter cw = new ClassWriter(0);
        cw.visit(V1_6, ACC_PUBLIC, "pkg/GeneratedClass", null, "java/lang/Object", null);
        // and so on, use ASM API to complete class generation,
        // see asm documentation
        byte[] bytecode = cw.toByteArray();
        return defineClass(name, bytecode, 0, bytecode.length);
    } else {
        return super.loadClass(name);
    }
}

- Alexey Andreev