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介紹下XRuby項目
XRuby是什麼？它是一個編譯器。與其它編譯器一樣，它完成的工作是將一種格式的語言轉換成另一種。與大多數編譯器不同的是，它是將Ruby的代碼（.rb）轉換成Java的bytecode（.class)。Xruby是一群中國開發者維護的項目，它的目的如上所述。它的主頁是https://code.google.com/p/xruby/。與JRuby不同，JRuby一開始是想使用java寫ruby解析器，性能上是個大問題，當然現在也走上了編譯這條路。而XRuby是第一個實現這種想法的人。
我翻譯下了《XRuby Hacking Guide》，這篇文章是XRuby的入門指南。
介紹
這篇文章是為了幫助用戶/開發者理解xruby的內部結構而寫的。
如何編譯ruby?
怎麼將ruby編譯成java字節碼呢？首先，你不必成為一名字節碼方麵的專家來考慮這個問題，Java的字節碼是對原生機器語言的較高層次的抽象，非常類似於java源代碼。你可以簡化這個問題為：如何用java表示一段ruby程序？
這兩門語言有很多的相同之處：ruby是一門OO語言，它有類、方法、變量等，java也是如此。這是否意味著我們可以將一個ruby類類比為java類，ruby方法作為java方法？可是，除了這些相同之處外，它們之間有足夠的不同點讓你打消這個主意：首先，ruby是一門動態類型語言，因此一個方法可以接受不同類型的參數，而在java中，參數類型是方法簽名（signature）的一部分。其次，在ruby中，方法可以從一個類中動態地添加和移除；但是目前的JVM並不支持這樣的行為。值的注意的上述的這些問題也許會在將來的JVM版本中解決，請參考Gilad Bracha's work at JSR 292.
第一個辦法是我們自己維護一個類型係統，這正是xruby目前采用的辦法（Ruby.net好像也是如此）。從JVM的角度看，一個ruby類隻是一個Object，這個Object中包含著代表方法等的其他object。我們將在後麵更多討論這點。
另一個辦法是動態地編譯(ruby)源代碼，在運行時獲得類型信息，將源代碼編譯成高效的代碼（字節碼？）是可能的。（一些方法由於duct typeing的特性將被編譯成好幾個版本）
我們將比較這兩個辦法，
實例
通過一個例子來了解xruby:3.times {puts 'hello'}
end
say_hello_three_times
將上麵的代碼存為test.rb，使用xruby編譯(下載的xruby解壓後運行build.bat或者build.sh生成xruby-0.1.3.jar)：
可以看到生成了一個test.jar文件，執行下麵的命令來運行這個程序：
當然，你將看到下麵的輸出：
hello如果你查看test.jar文件，你將看到以下3個class文件： test/BLOCK$1.class test/say_hello_three_times$0.class test/main.class
hello
hello
這些class文件等價於下麵這段java程序：
public class main
implements RubyProgram
{
public main()
{
}
public static void main(String args[])
{
RubyRuntime.init(args);
(new main()).run();
RubyRuntime.fini();
}
public RubyValue run()
{
RubyRuntime.ObjectClass.defineMethod("say_hello_three_times", new say_hello_three_times._cls0());
return RubyRuntime.callMethod(ObjectFactory.topLevelSelfValue, null, null, "say_hello_three_times");
}
}
//say_hello_three_times$0.class
class say_hello_three_times$0 extends RubyMethod
{
protected RubyValue run(RubyValue rubyvalue, RubyArray arrayvalue, RubyBlock rubyblock)
{
return RubyRuntime.callPublicMethod(ObjectFactory.createFixnum(3), null, new BLOCK._cls1(), "times");
}
public say_hello_three_times$0()
{
super(0, false);
}
}
//test/BLOCK$1.class
class BLOCK$1 extends RubyBlock
{
protected RubyValue run(RubyValue rubyvalue, RubyArray arrayvalue)
{
RubyArray arrayvalue1 = new RubyArray(1);
arrayvalue1.add(ObjectFactory.createString("hello"));
return RubyRuntime.callMethod(rubyvalue, arrayvalue1, null, "puts");
}
public BLOCK$1()
{
super(0, false);
}
}
在main類中：首先在"Object"類中定義了一個私有的方法"say_hello_three_times",然後通過no parameter, no block和一個top level "self"作為接收者的方式調用這個方法。
"say_hello_three_times$0"類表示say_hello_three_times方法的實現（參考command模式）。在代碼中，我們可以看到Fixnum"3"(接收者）調用了"timer"這個方法，仍然沒有parameter，但是有一個block被傳進去（方法）。
BLOCK$1類則表示傳進"3.times"方法中的block，代碼中是"puts 'hello'"的實現。
源碼結構
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com.xruby.compiler.parser 提供了一個compiler前端(parser and tree parser)。 Parser轉換ruby腳本成AST (Abstract Syntax Tree)，然後 tree parser將AST轉換為內部結構（internal structure）。
編譯器前端使用 Antlr 作為語法分析器的生成器.實踐證明，將這個前端分為兩部分可以帶來好處：parser 和 tree parser；其中 parser 解析腳本，而tree parser生成內部結構（internal structure）。 - com.xruby.compiler.codedom 定義了描述ruby腳本結構的內部結構（internal structure）。內部結構作為前端和後端的接口，對於xruby是非常重要的。
- com.xruby.compiler.codegen 實現了編譯器的後端（代碼生成）。後端將前端生成的內部結構轉換為java字節碼。代碼生成是通過ASM實現的，ASM簡化了對字節碼的操作。
- com.xruby.runtime 實現了xruby運行時（runtime），它維護著運行ruby腳本必需的類型係統, com.xruby.runtime.lang 描述了ruby類型的運行時結構，一些ruby內建標準庫實現在 com.xruby.runtime.builtin.
內建庫
通往xuby hacking之路最簡便的辦法就是學習 'com.xruby.runtime.builtin'包的源代碼。
下麵是來自Fixnum::+方法實現的代碼片段：
public Fixnum_operator_plus() {
super(1);
}
protected RubyValue run(RubyValue receiver, RubyArray args, RubyBlock block) {
RubyFixnum value1 = (RubyFixnum)receiver.getValue();
RubyFixnum value2 = (RubyFixnum)args.get(0).getValue();
return ObjectFactory.createFixnum(value1.intValue() + value2.intValue());
}
}
RubyClass c = RubyRuntime.GlobalScope.defineNewClass("Fixnum", RubyRuntime.IntegerClass);
c.defineMethod("+", new Fixnum_operator_plus());
XRuby的語法解析器
Xruby的解析器使用 Antlr 作為解析器的生成器。 這是目前相比於c ruby唯一另類的ruby語法。
對於大部分編程語言來說，詞法分析（lexing）和語法解析是兩個不同的步驟：首先詞法分析器將輸入的字符組織成單詞（token），然後解析器將單詞組織成句法單元。但是在ruby（和perl語言）中，詞法分析器和語法解析器是緊緊地耦合在一起的：有時候詞法分析器需要從語法分析器中獲取上下文信息。
疑難解決
作為Xruby的開發者，我們的任何改變都可能導致編譯器出錯並且生成有問題的字節碼。當這種情況發生時，我們可以依賴3樣工具：javap,ASM和你所喜歡的java反編譯器(比如jad）
如果生成的class文件格式正確但是運行結果不是預期的，我們可以簡單地使用反編譯工具將字節碼轉換成可讀的java源代碼,以便查找錯誤。
如果你遇到是一個verifier error，大部分的反編譯器都不能正常工作（jad在這種情況也許會crash掉）。我們不得不使用javap來研讀字節碼。多數情況下，JVM class驗證器（verifier）給出的信息沒什麼用處，但是我們可以通過ASM更快地找到錯誤發生點。(see ASM FAQ: Why do I get the [xxx] verifier error?).
文章轉自莊周夢蝶 ，原文發布時間5.17
最後更新：2017-05-17 12:02:09