手写JVM系列(2)-参数解析

2017-05-07

标签：JVM

这一章节开始JVM的编写,首先解决第一个问题,就是如何运行java程序，回想最开始学java时，写一个Hello.java的程序，使用javac Hello.java将源代码转换为class文件，然后使用java Hello运行程序。JVM是只认class文件的，如果想让JVM运行该Hello程序，就要通过java命令。本节将介绍java命令的常用方法，并实现java命令的解析。最终通过命令参数，读取对应的class数据。本节的代码均在classpath包下

java 命令简介

Java应用程序需要一个入口点，这个入口点就是我们熟知的main()方法。如果一个类包含public static void main(String[] args)方法，这个类就可以用来启动Java应用程序，我们把这个类叫作主类.这个类是需要我们用命令行手动向JVM提供的;

Java命令一般有以下几种形式:

java [-options] class [args]
java [-options] -jar jarfile [args]
javaw [-options] class [args]
javaw [-options] -jar jarfile [args]

可以向 java 命令传递三组参数：选项、主类名（或者JAR文件名）和 main() 方法参数。选项由减号-开头。通常，第一个非选项参数给出主类的完全限定名（fully qualified class name）。但是如果用户提供了–jar选项，第一个非选项参数表示JAR文件名，java命令必须从这个JAR文件中寻找主类。javaw命令和java命令几乎一样，唯一的差别在于，javaw命令不显示命令行窗口，因此特别适合用于启动GUI（图形用户界面）应用程序。

可以看到命令中都带有一个 [-options]代表可选项, java命令行常用选项如下:

选项	用途
-version	输出版本信息
-?/-help	输出帮助信息
-cp/-classpath	指定用户类路径
-Dproperty=value	设置Java系统属性
-Xms<size>	设置初始堆空间大小
-Xmx<size>	设置最大堆空间大小
-Xss<size>	设置线程栈空间大小

当然,java命令行里提供的选项有很多,这里并不打算全部实现,只是挑几个比较重要的去实现.

接下来我打算实现以下几种命令:

java -version
java -?
java -help
java -cp your/classpath yourClassName arg1 arg2 ...
java -classpath your/classpath yourClassName arg1 arg2 ...

命令行解析功能编码

定义Cmd类:

public class Cmd {
    boolean isRightFmt = true;     //是否是正确的格式;
    boolean helpFlag;        //是否是help 查看帮助
    boolean versionFlag;    //是否是查看版本
    String cpOption = "";  //classPath 的路径;          java -cp(-classpath) xxx
    String clazz;  //要编译的class 文件;
    String[] args; //执行clazz文件需要的参数
    
    public Cmd(String[] strs){
        parseCmd(strs);
    }

    public void parseCmd(String[] args) {
        int index = 1;

        if (args.length<2){
            isRightFmt = false;
            return;
        }
        //首先判断开头是不是 java ,如果连这个都不是,直接退出吧,提示正确的使用方法;
        if (!args[0].equals("java")) {
            isRightFmt = false;
        } else {
            if (args[1].equals("-help") || args[1].equals("-?")) {
                helpFlag = true;
            } else if (args[1].equals("-version")) {
                versionFlag = true;
            } else if (args[1].equals("-cp") || args[1].equals("classpath")) {
                if (args.length < 4) {
                    //如果走到这一步,那么命令行必定是java -cp aa/bb test 11 22 33 的形式,所以应该至少有4项;
                    isRightFmt = false;
                }
                index = 4;
                this.cpOption = args[2];
            } else if (args[1].equals("-Xjre")) {
                if (args.length < 4) {
                 //如果走到这一步,那么命令行必定是java -Xjre "C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_20\jre" java.lang.Object 的形式,所以应该至少有4项;
                    isRightFmt = false;
                }
                index = 4;
                this.XjreOption = args[2];
            }

            this.clazz = args[index - 1];
            this.args = new String[args.length - index];
            for (int i = index; i < args.length; i++) {
                this.args[i - index] = args[i];
            }
        }
    }
    
    //命令行格式错误,输出帮助信息
    public void printUsage() {
        System.out.println("Usage: java [-options] class [args...]\n");
    }
}

这里定义了要解析的成员变量,注意这里包含了一个我们自己定义的-Xjre的选项,其具体含义见下一节,其它选项含义参见注释,主要功能在parseCmd()方法中实现解析参数,根据对应的位置的选项,然后在主函数中去使用.

    public static void main(String[] args) {
        Cmd cmd = new Cmd(args);

        if (!cmd.isRightFmt) {
            cmd.printUsage();
        } else {
            if (cmd.versionFlag) {
                System.out.println("java version \"1.8.0_20\"\n"
                        + "Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_20-b26)\n"
                        + "Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.20-b23, mixed mode)");
            } else if (cmd.helpFlag || cmd.args == null) {
                cmd.printUsage();
            } else {
                startJVM(cmd);
            }
        }
    }

首先检验命令行格式是否正确,如果不正确,输出使用信息,如果是查看版本,输出版本信息,这里暂时提供了一个临时的字符串,此功能待后续实现.如果是查看帮助信息,同样也使出使用信息.其它情况,传递给一个方法startJVM()实现真正的开启虚拟机的逻辑,当然,此方法现在暂时内部是空实现,待后续实现。