实现脚本引擎技术详解
脚本引擎概述与设计规范
JKScript引擎是一个专注于算术表达式求值的轻量级脚本引擎实现，其核心功能遵循以下技术规范：
功能特性
-
表达式求值规则：
- 仅支持二元运算表达式（操作数+运算符+操作数）
- 操作数支持十进制数字字面量（如
10.7）和变量（如num1） - 运算符限定为四则运算（
+,-,*,/） - 返回结果为
Double类型对象
-
输入源支持：
// 支持String直接输入 engine.eval("10 + 90");// 支持Reader输入（单表达式） Reader reader = new StringReader("num1 * num2"); engine.eval(reader);
架构设计
采用三层核心类结构：
| 类名 | 职责 |
|---|---|
Expression | 表达式解析与求值核心逻辑 |
JKScriptEngine | 实现ScriptEngine接口的适配层 |
JKScriptEngineFactory | 服务发现机制实现 |
模块化部署
通过Java模块系统声明依赖关系：
// module-info.java
module jdojo.jkscript {requires java.scripting;provides javax.script.ScriptEngineFactorywith com.jdojo.jkscript.JKScriptEngineFactory;
}
模块设计特点：
- 强封装性（不导出任何包）
- 通过
java.scripting模块获取基础API支持 - 服务注册机制实现自动发现
表达式解析原理
Expression类采用正则表达式进行语法分析：
// 表达式模式定义
String pattern = "^([+-]?)([\\p{Alnum}\\p{Sc}_.]+)([\\s]*)([+*/-])([\\s]*)([+-]?)([\\p{Alnum}\\p{Sc}_.]+)$";
解析流程：
- 操作数符号提取（
+/-前缀） - 操作数类型识别（数字字面量/绑定变量）
- 运算符验证
- 上下文变量查找（通过
ScriptContext）
边界条件处理
引擎明确限制以下场景：
// 不支持的情况示例
engine.eval("0x2A + 0b1011"); // 非十进制数字
engine.eval("num1 % num2"); // 非四则运算符
engine.eval("a + b + c"); // 多元运算
核心实现类详解
Expression类
作为算术运算的核心处理器，主要包含：
关键字段：
private String op1; // 左操作数
private char op1Sign; // 左操作数符号
private char operation; // 运算符
private boolean parsed; // 解析状态标记
求值流程：
- 语法解析（
parse()方法） - 操作数取值（
getOperandValue()方法） - 运算执行（
eval()方法）
典型用法：
ScriptContext context = engine.getContext();
Expression exp = new Expression("num1 * -5.2", context);
Double result = exp.eval();
JKScriptEngine类
继承AbstractScriptEngine实现标准接口：
核心方法实现：
@Override
public Object eval(String script, ScriptContext context) {Expression exp = new Expression(script, context);return exp.eval();
}@Override
public Object eval(Reader reader, ScriptContext context) {// 多行表达式合并处理String script = reader.lines().collect(Collectors.joining());return eval(script, context);
}
JKScriptEngineFactory类
实现服务发现接口的关键配置：
引擎标识配置：
@Override
public List getNames() {return List.of("jks", "JKScript", "jkscript");
}@Override
public ScriptEngine getScriptEngine() {