IKVM.NET入门（1）

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ikvmin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ikvmin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:WINDOWSMicrosoft.NETFrameworkv1.1.4322。 
* 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IKVMROOTsampleshello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IKVMROOTsampleshello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IKVMROOTsamplesusenetapi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