🚀 OnlineExecutor

在线Java代码执行器 - 基于JVM动态编译技术的Web应用

📚 参考《深入理解Java虚拟机》第9.3节：实战-自己动手实现远程执行功能

✨ 特性

• 🌐 在线编译执行：无需本地环境，浏览器中直接运行Java代码
• 🔄 实时编译：基于内存的动态编译，无临时文件
• 🛡️ 安全隔离：自定义ClassLoader和SecurityManager
• 🎯 现代界面：玻璃拟态设计风格，支持代码高亮和快捷键
• ⚡ 快速响应：毫秒级编译和执行

🖼️ 界面预览

🏗️ 技术架构

核心组件

组件	功能	实现文件
StringSourceCompiler	动态编译器	StringSourceCompiler.java
MyClassLoader	自定义类加载器	MyClassLoader.java
HackSystem	输出流重定向	HackSystem.java
ClassModifier	字节码修改器	ClassModifier.java
JavaClassExecutor	代码执行器	JavaClassExecutor.java

技术栈

• 后端框架：Spring Boot 2.6.2 + Spring MVC
• 模板引擎：Thymeleaf
• 编译技术：Java Compiler API (javax.tools)
• 类加载：自定义ClassLoader
• 字节码操作：ASM框架替代方案

🚀 快速开始

环境要求

• Java: 8+ (推荐17+)
• Maven: 3.6+
• 内存: 最小512MB

运行步骤

1. 克隆项目

   git clone https://github.com/shaojunying/OnlineExecutor.git
   cd OnlineExecutor

2. 编译项目

   mvn clean compile

3. 启动应用

   mvn spring-boot:run

4. 访问应用

   http://localhost:8080/executor
   

   💡 使用提示：支持快捷键 Ctrl+Enter 运行代码，Ctrl+L 清空输出

Docker运行 (可选)

# 构建镜像
docker build -t online-executor .

# 运行容器
docker run -p 8080:8080 online-executor

💻 使用示例

基础示例

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, OnlineExecutor!");
    }
}

复杂示例

import java.util.*;

public class Algorithm {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6);
        Collections.sort(numbers);
        System.out.println("排序结果: " + numbers);
        
        // 计算斐波那契数列
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.print(fibonacci(i) + " ");
        }
    }
    
    static int fibonacci(int n) {
        return n <= 1 ? n : fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2);
    }
}

🔧 技术实现

动态编译流程

graph LR
    A[Java源码] --> B[StringSourceCompiler]
    B --> C[内存编译]
    C --> D[字节码数组]
    D --> E[ClassModifier]
    E --> F[修改System调用]
    F --> G[MyClassLoader]
    G --> H[加载Class]
    H --> I[执行main方法]
    I --> J[HackSystem捕获输出]
    J --> K[返回结果]

Loading

核心技术点

1. 内存编译

// 使用Java Compiler API在内存中编译代码
JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();
StandardJavaFileManager fileManager = compiler.getStandardFileManager(null, null, null);

2. 字节码修改

// 将System.out.println替换为HackSystem.out.println
public static byte[] modifySystemOut(byte[] srcByte) {
    return replace(srcByte, "java/lang/System", "com/shao/execute/HackSystem");
}

3. 输出重定向

// 自定义PrintStream捕获程序输出
public static final PrintStream out = new PrintStream(new ByteArrayOutputStream());

4. 类隔离加载

// 自定义ClassLoader实现类的重复加载
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
    return defineClass(name, classByte, 0, classByte.length);
}

⚠️ 限制说明

• 🚫 文件I/O限制：不支持文件读写操作
• 🚫 网络访问限制：禁止网络连接
• ⏱️ 执行时间限制：默认5秒超时
• 💾 内存限制：单次执行最大128MB
• 📦 依赖限制：仅支持JDK标准库

🛠️ 开发指南

项目结构

src/main/java/com/shao/
├── compile/                 # 编译模块
│   └── StringSourceCompiler.java
├── execute/                 # 执行模块
│   ├── JavaClassExecutor.java
│   ├── MyClassLoader.java
│   ├── HackSystem.java
│   ├── ClassModifier.java
│   └── ByteUtils.java
├── controller/              # Web控制器
│   └── ExecutorController.java
├── service/                 # 业务服务
│   └── ExecutorService.java
└── OnlineExecutorApplication.java

扩展功能

添加新的编程语言支持

1. 实现新的Compiler接口
2. 添加对应的Executor
3. 更新前端界面

增强安全性

1. 实现更严格的SecurityManager
2. 添加资源使用监控
3. 实现代码静态分析

🔄 版本历史

版本	更新内容	发布日期
v0.8	🎨 现代化UI界面重新设计	2025-01
v0.7	🎉 Spring Boot Web界面	2023-12
v0.6	🐛 编译错误收集功能	2023-11
v0.5	⚡ 动态编译功能实现	2023-10
v0.4	🔧 字节码常量池修改	2023-09
v0.3	🛡️ HackSystem输出重定向	2023-08
v0.2	🔄 自定义ClassLoader	2023-07
v0.1	🚀 项目初始化	2023-06

详细更新日志请查看 CHANGELOG.md

🤝 贡献指南

1. Fork 本仓库
2. 创建特性分支：git checkout -b feature/AmazingFeature
3. 提交更改：git commit -m 'Add some AmazingFeature'
4. 推送分支：git push origin feature/AmazingFeature
5. 提交 Pull Request

📝 开源协议

本项目采用 MIT 协议开源 - 查看 LICENSE 文件了解详情

👨‍💻 作者

• 邵俊英 - 项目创建者 - @shaojunying

🙏 致谢

• 📖 感谢《深入理解Java虚拟机》提供的理论基础
• 🌟 感谢Spring Boot团队提供的优秀框架
• 💡 感谢所有贡献者的宝贵建议

📞 联系方式

• 📧 Email: your.email@example.com
• 💬 Issues: GitHub Issues
• 📱 Blog: 技术博客

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