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在.NET平台运行Java程序-IKVM.NET入门

摘要

  IKVM.NET是一个针对Mono和微软.net框架的java实现,其设计目的是在.NET平台上运行java程序。本文将比较详细的介绍这个工具的原理、使用入门(如何java应用转换为.NET应用、如何在java中开发.NET应用),希望能给大家带来惊喜。

一、介绍

  IKVM.NET是一个针对Mono和微软.net框架的java实现,其设计目的是在.NET平台上运行java程序。它包含了以下的组建:
* 一个用.NET实现的java虚拟机
* 一个java类库的.NET实现
* 致力于在java和.NET之间交互的工具

二、IKVM.NET的组件

  IKVM.NET包含以下的部分:
* IKVM.Runtime.dll: VM运行时和所有支持代码。它包括以下的功能:
   Byte Code JIT 编译器和验证器: 使用JIT将Java Byte Code编译为CIL(C中间语言)。
   对象模式映射结构: 将.NET中的System.Object,System.String,System.Exception映射为java代码中的java.lang.Object, java.lang.String,java.lang.Throwable。
   管理本地方法(在Classpath中)的.NET重新实现。
* IKVM.GNU.Classpath.dll: 被编译的GNU Classpath版本,它是由自由软件基金会实现的java类库和一些IKVM.NET附加代码组成的。注意:这里的GNU Classpath不是IKVM.NET的一部分,但是前者被用在IK.VM.NET中。
* IKVM.JNI.[Mono|CLR-Win32].dll: 通过实现JNI接口管理C++汇编。作为一个可选部分,只在程序使用自己的本地库时才被用到。而对于纯java程序来讲是不会被用到的。
* ikvm.exe: 与java.exe很类似的启动执行程序(动态模式)。
* ikvmc.exe: 静态编译器,被用来编译java类和jar使其成为.NET汇编(静态模式)。
* ikvmstub.exe: 一个从.NET汇编生成存根类的工具,就如javap一样反编译.NET汇编。IKVM.NET了解如何存根并用实际的.NET类型引用替换对存根的引用。
* IKVM.AWT.WinForms.dll: 非常有限的零散AWT实现。

二、项目状态

  此项目目前正在开发,将最大化实现与JDK1.4的兼容,但是仍存在一些漏洞(尤其在Classpth API中)。
* AWT和Swing还未有功能。
* 安全性是IKVM平台的一个大遗漏。此问题将依靠.NET平台提供的旧有的、但功能强大的安全模式而被解决。 虽然这样,目前项目已具备能成功运行大型java项目的能力。

三、IKVM原理

1.如何替换JVM

  IKVM应用包含了采用.NET实现的java虚拟机。在一些场合,我们可以用它替换掉java。例如: java -jar myapp.jar 将被替换为 ikvm -jar myapp.jar。

2.在.NET应用中使用java类库

  IKVM.NET包含ikvmc,这个在java bytecode与.NET中间语言的转换器。如果我们使用一个被用在.NET平台的java库的话, 运行ikvmc –target:library mylib.jar(mylib.jar在这里指代我们的jar文件)来生成mylib.dll。例如apache FOP项目是一个开源的XSL-FO处理器项目,它使用java语言编写的用于从xml生成PDF文档。使用IKVM.NET技术,我们可以将apache FOP用在任何的.NET应用中。这样在开发.NET应用的同时利用IKVM便可以使用java开源项目这个免费的软件仓库。尽管在IKVM.NET没有提供在.NET中使用的java编译器,但是我们可用开源的Jikes编译器将java源代码编译为JVM bytecode,然后使用ikvmc –target:exe myapp.jar来生产.NET执行文件。我们甚至可以通过包含ikvmstub应用的方式在我们的java代码中用.NET API。

四、IKVM使用入门

1.系统准备

Windows平台:Microsoft .NET Framework 1.1 SDK
Windows或者Linux平台:Mono Framework 1.0

2.开始安装

  在Windows和Linux平台上安装过程是相同的,在下载二进制发布版后,将文件解压缩。打开命令或者shell窗口,cd进入ikvm\bin目录,执行ikvm。如果我们操作正确的话,我们将看到以下的输出:

usage: ikvm [-options] <class> [args...] (to execute a class) or ikvm -jar [-options] <jarfile> [args...] (to execute a jar file) ...

  为了方便使用,我们可将ikvm\bin目录加入到系统path。现在我们将使用IKVM就像使用JVM一样,并不需要配置。如果我们需要在.NET或者Mono环境下使用IKVM,请仔细阅读下面的文字说明:

* 首先下载Jikes编译器。如果我们计划开发在java中开发代码 运行于.NET环境的话,我们将要一个java编译器。IKVM.NET没有提供这个编译器,所以我们需要能生成标准java类文件的编译器。Jlikes是一个好选择,它是一个优秀的开源项目,并应用在多种平台。当然Sun提供的jdk也很好。

* 在Windows的全局汇编缓冲区中安装IKVM dll。在Windows中运行基于IKVM dll的.NET应用程序时,.NET框架必须定位这些dll的位置。系统首先在全局汇编缓冲区中查找,然后再当前目录中查找。如果我们想不在当前目录中安装这些dll文件的话,我们就要将它们安装在全局汇编缓冲区中:在Windows控制面板中访问.NET框架配置,增加一个汇编缓冲区。我们至少要安装IKVM.GNU.Classpath.dll和IKVM.Runtime.dll。

3.设置环境

  在我们开始编写代码之前需要准备一下我们的环境,添加以下路径到系统PATH环境变量中:
* 包含IKVM执行文件的目录。
* 包含C#编译器(在Windows/Mono中为csc)的目录,通常在Windows中为C:\WINDOWS\Microsoft.NET\Framework\v1.1.4322。
* 包含java编译器(javac或者jikes)的目录。

4.动态执行java应用程序

  IKVM.NET包括了一个C#实现的java虚拟机。我们可以从一个例子开始——进入IKVMROOT\samples\hello目录,编译示例程序:

Javac Hello jar cfm hello.jar manifest.mf Hello.class

  现在,在使用javac编译了Hello类后,我们使用IKVM运行此类:

ikvm Hello

  这个命令将启动IKVM,IKVM查找名为Hello.class的文件。如果找到,则将其装载并动态执行bytecode。此时Hello程序将要求我们输入名字,之后我们将看到一个问候信息。

  如果在上面的过程中发生问题,请检查下面的地方:
* 检查命令行: ikvm像java一样需要我们输入正确的类名。
* 如果ikvm报告ClassNotFoundException,请检查CLASSPATH环境变量是否被设置。如果被设置,请清除CLASSPATH或者将当前目录加入到CLASSPATH中以使ikvm能够在当前目录中找到类。

如果运行jar文件,我们可键入:

ikvm -jar hello.jar

提示:详细的命令行选项可以参考ikvm手册

5.将java程序转换为.NET程序

  IKVM.NET包含ikvmc这个能够将jar文件转换为.NET的dll库文件和exe应用的工具。下面我们将学习如何将java应用转换为一个.NET执行文件:

  进入IKVMROOT\samples\hello目录输入以下命令:

ikvmc hello.jar

  注意:当我们使用Mono时,我们需要告诉ikvmc如何找到GNU Classpath dll,例如:

  ikvmc -reference:/usr/lib/IKVM.GNU.Classpath.dll hello.jar

  在命令执行完后,我们将发现hello.exe已被生成在当前目录:
* 在Windows/.NET环境下,如果我们得到了FileNotFound的异常,请记住检查.NET框架希望在当前目录或是全局汇编缓冲区中寻找dll文件。我们可以通过上面讲的方法将dll安装到全局汇编缓冲区中,或者将dll文件直接复制到当前目录。

* 在Linux/Mono环境下,我们使用下面的命令执行hello.exe:

mono hello.exe

6.在java中开发.NET应用

  首先进入IKVMROOT\samples\usenetapi目录,找到ShowDir.java文件,这个java应用使用了.NET API来显示当前目录下的文件列表。打开这个文件,我们会发现其导入的包名以cli开头,这些并不是java API包,它们是映射到.NET命名空间的“伪”包。需要查看更多信息请看IKVM的开发者手册

第一步:生成java存根文件

  IKVM没有提供java编译器,所以我们可以使用标准的java编译器。由于java编译器只能编译使用了java API的应用程序,而不是使用.NET API的应用。所以我们在这里需要“愚弄”一下java编译器使其相信名为cli.System.IO的包是一个真正的java包。帮助我们完成这项工作的是ikvmstub程序。它从.NET dll生成jar文件,这个被生成的jar文件包含了与.NET类对应的java类和接口,但是并不包含真正的代码,只包含一些映射信息。这样做便会通过java编译器的检查和编译:

ikvmstub mscorlib.dll

注意:在Linux Mono环境下,我们必须输入dll文件的完整路径,例如:
ikvmstub /usr/lib/mscorlib.dll

在编译完成后,我们将在当前目录下发现一个名为mscorlib.jar的文件。

第二步:编译java源代码

现在我们将编译java源代码,如果使用javac的话,可输入以下命令:

javac -classpath mscorlib.jar ShowDir.java

在命令完成后,ShowDir.class文件将出现当前目录下。

第三步:生成.NET执行文件

最后我们将转换java class文件为.NET应用程序,正如前面讲的:

ikvmc ShowDir.class

注意:在Linux Mono环境下,我们需要使用前面提到的-reference选项:

ikvmc -reference:/usr/lib/IKVM.GNU.Classpath.dll ShowDir.class

这时我们便可以看到ShowDir.exe出现在当前目录。

五、参考资源:
http://www.ikvm.net/
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