在Fedora Core上交付Java应用

在Fedora的发布版中，Fedora4是首个包含了大量用Java编程语言编写的代码的版本。正是由于GNU类路径（Classpath）和GNU gcj（GNU Compiler for Java）的改进才促成了这些附加部分。

GCJ基础

首先，GNU gcj不是Java。

然而，gcj的目标是实现一个完整的系统，该系统兼容于Java并且将预编译器（ahead-of-time compiler）置于中心。它拥有一个基于GNU类路径的净化类库和一个内置的解释器。其编译器可以将Java源文件、类文件、甚至是整个jar文件编译成目标码。

以前gcj对待Java采取的是一种“激进且传统”的方式，它认为Java好像是C++的某个不常用的方言似的。这么做有好的一面，然而不幸的是两者运行时的链接模型差异太大——因此当遇到一些规模比较大、复杂度比较高的Java应用时，这种方法就无能为力了，特别是面对那些有着复杂的类加载机制的Java应用时，显得尤为突出。

在GCC4.0的发布版中，我们对gcj实现了一种新的编译方式，称之为二进制兼容性ABI（Binary Compatibility Application Binary Interface）。这种编译方式将所有的链接推迟到运行时刻进行并且完全实现了Java的二进制兼容规范——正好是让预编译的代码与类装载结合所需要的。

我们还增加了一个类映射数据库。在运行时，只要我们定义好一个类，gcj运行时（叫做“libgcj”）就会在数据库中寻找这个类。如果找到该类（注意我们这里使用的是类的“内容”，而不仅仅是类名），那么libgcj就会映射到该共享库中，该库包含了编译后的类。

这两个改变使得我们可以做一些更强大的事情：我们可以预编译Java程序而不必要求任何应用级的改变。此外，由于采用了新的方式对字节码进行校验，我们还能确保编译的代码在运行时的类型安全。

构建RPM

在Fedora Core上构建Java应用是很简单的——现存的构建方式不会发生变化。Fedora Core舶来了“Ant“并且使用来自Eclipse的Java编译器将Java代码编译成字节码。

描述如何编写RPM已经超出了本文讨论的范围，但是Fedora RPM指南上有一些有用的信息，JPackage上也有一些Java特定的指南。

一旦你的程序被编译成字节码，你就可以将他们编译为本地代码。因为gcj尚不包含一个即时编译器（JIT），这就是其获得合理性能的方法。在某些情况下，其性能可能会超过已有即时编译器，因为gcj使用了共享库……当你同时运行应用程序的多个实例时，你就会看到这种巨大的差异。

Fedora提供了两个程序，使得本地编译包的工作变得更简单。我们在构建RPM时会使用到他们。

第一个程序是“aot-compile-rpm”。它会搜索jar文件并且使用gcj将他们编译到共享库中。aot-compile-rpm知道一些gcj特定的技巧，例如在编译前将比较大的jar文件分割为若干个小的文件（在运行时编译一个大的jar文件将耗费大量内存资源），在链接结果共享库时使用–Bsymbolic（这会导致运行时性能改善）。

假如你没有在构建RPM，那么一个替代方案就是直接将程序中的jar文件编译到共享库中。这里我展示一个最简单的方法（我之前提到过，对于一个大的jar文件，这样做会非常慢）：

gcj -fjni -findirect-dispatch -fPIC -shared \
-Wl,-Bsymbolic -o foo.jar.so
foo.jar

分解一下：

◆-fjni告诉gcj在Java代码中的本地方法（native methods）是用JNI实现的。
◆-findirect-dispatch告诉gcj使用二进制兼容性ABI（Application Binary Interface）。
◆当构建一个共享库时我们需要使用-fPIC和-shared
◆-WI和-Bsymbolic告诉链接器在可能的情况下绑定共享库中的引用。

Fedora Core提供的第二个有用的程序是rebuild-gcj-db。当安装或者卸载一个RPM改变了全局类映射数据库时，我们将使用该程序，并且该程序应该运行在RPM的%post和%postun部分。

rebuild-gcj-db根据约定来运转——它假设每个包在目录/usr/lib/gcj（对于多架构操作系统中64位的包，目录为/usr/lib64/gcj，有相应的RPM宏去解决这个问题）下的某个地方安装自己的类映射数据库。然后它循环遍历所有的这些个体数据库并且把他们整合到运行时使用的全局数据库中。

注意到使用gcj去编译一个Java程序并不总是能成功的。Gcj的类库尚不完整，有时程序会使用到某些尚未实现的API。例如，Swing目前仍在积极开发中。同样，尽管Sun公司已经发布了警告，一些包使用了私有的com.sun.*或者sun.*下的APIs，——然而一般来说，gcj并没有实现他们。

谁在使用？

Fedora Core 4使用了gcj来为很多应用程序进行编译。

◆首先，Fedora包含了ant以及ant的很多依赖，以此来编译和运行其他Java程序。它也包含了Eclipse的Java编译器。
◆Tomcat及其依赖。
◆OpenOffice中的Java代码。
◆Eclipse IDE和一些插件，比如CDT。

Fedora5中的新面孔

◆RSSOwl，一个RSS阅读器。
◆Azureus ，一个强大的BitTorrent客户端。
◆Frysk ，一个用来监控运行的进程或线程的执行分析技术。

JOnAS应用服务器，一个J2EE实现，也在进行中但是它还尚未通过Fedora Extras的审查。

接下来的工作

在过去的一年中，GNU Classpath社区向着目标大踏步地前进，我们期望在2006年能继续保持这个势头。我们有一个经常更新的API比较页面；你可以在这里追踪我们API的状态。

我们也在为gcj的核心改进而努力工作着：将编译器，运行时和类库更新到Java 5。

最后，我们正在libgcj里实现Java的安全架构。这会实现一个Mozilla的插件和netx（Java Web Start的一个实现）。

个人简介

Tom Tromey于1990年毕业于加利福尼亚理工学院。现主要从事Red Hat下的GNU Java编译器和运行时开发工作。他编写了GNU Automake。

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