初探Java Nashorn脚本引擎

女爷i 2022-11-25 15:29 365阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *   *  Nashorn探索背景
         *  Nashorn简介
         *  Nashorn语法一览：
         *   *  hello js in JVM
             *  在JVM在中调用js函数
             *  在js中调用java
         *  使用Nashorn的几种安全机制：
         *   *  使用ClassFilter限制js引擎可以访问的类
             *  Nashorn沙箱
         *  Nashorn沙箱的实现原理浅析：
         *  写在最后

### Nashorn探索背景 ###

通过合理的设计，将应用程序中所有动态变量都配置化，可以最大程度上让程序变得灵活。而灵活的配置，既可以减少开发成本，又能提高交付的效率。  
提到业务规则的可配置化技术，自然是首推规则引擎了，像drools，easy rule 都是比较优秀的开源规则引擎，他们可以通过特定的语法，将if esle等判断逻辑从代码中独立出来，甚至可以热更新规则，非常的成熟好用。  
只不过，有些时候，我们可能并不需要规则引擎的所有完整的功能，也不想引入一堆依赖的包，我们只是想要做一些简单的逻辑配置工作，这个时候，Nashorn脚本引擎就可以纳入考虑的范围了。

### Nashorn简介 ###

Nashorn 最初是在 JDK 8 中引入的，用于取代 Rhino 脚本引擎。当其发布时，Nashorn 是 ECMAScript-262 5.1 的完整实现，增强了 Java 和 JavaScript 的兼容性。  
借助 Nashorn，开发人员可以从 JavaScript 调用 Java 代码，也可以从 Java 代码调用 JavaScript 函数。Nashorn 可以作为 Java 应用程序的嵌入式解释器，提供使用 Nashorn 命令行工具 jjs 从命令行运行 JavaScript 的能力。当在 Java 中对 JavaScript 代码求值时，Nashorn 实现了javax.script API。

### Nashorn语法一览： ###

Nashorn使用的都是原生的java和js语法，并没有什么上手门槛，需要注意的是，js语法并不支持ES6。下面我们简单的看一下如何使用它。

#### hello js in JVM ####

Nashorn是JDK中自带的包，并不需要引入额外的依赖，只不过要jdk1.8的版本才支持。它通过在JVM上以原生方式运行动态JavaScript代码的方式来扩展java的功能。  
首先，我们来感受一下在jvm运行js的骚操作：

ScriptEngine scriptEngine = new ScriptEngineManager().getEngineByName("nashorn");
     scriptEngine.eval("print('hello js in jvm')");

这里可以直接写js代码，也可以读取特定的文件中的js代码，也就是说，这里的js脚本，我们是可以在前端灵活配置的，这样就达到了我们随心所欲配置规则的目的了。

#### 在JVM在中调用js函数 ####

Nashorn支持调用js的函数，我们先在脚本中定义函数，再到JVM

var sayHi = function(name) {
        print('hello js,my name is  ' + name);
        return "result from js";
    };

调用方法：

ScriptEngine engine = new ScriptEngineManager().getEngineByName("nashorn");
    engine.eval(new FileReader("script.js"));
    Invocable invocable = (Invocable) engine;
    Object result = invocable.invokeFunction("sayHi", "JAVA");
    System.out.println(result);
    
    //此处为调用控制台返回值：
    //hello js,my name is  JAVA
    //result from js

#### 在js中调用java ####

反过来，也可以在js中调用java的方法也很简单：  
先定义静态方法

static String sayHiByJava(String name) {
            System.out.format("hello java,my name is  %s", name);
            return "result from java";
        }

注意，调用时，需要先使用Java.type引入java class，类似于java中import

var MyJavaClass = Java.type('com.lx.soil.demos.leetcode.Solution');
    var result = MyJavaClass.sayHiByJava('js');
    print(result);
    
    //此处为调用控制台返回值：
    //hello java,my name is  js
    //result from java

### 使用Nashorn的几种安全机制： ###

既然是可以支持动态传入脚本来运行js代码，而且可以调用java中的类，那么安全问题就是我们所必须要注意的了，在安心使用Nashorn前，下面两个点是必须要解决的：

1.  首先是防止任意代码执行的漏洞
2.  防止代码有逻辑错误死循环导致占用大量资源

好在，现在有两个比较靠谱的方案来解决这些问题：

#### 使用ClassFilter限制js引擎可以访问的类 ####

1.在jdk1.8中引入了ClassFilter来限制可以访问的类，只要限制了可以访问的类，那么代码任意执行的漏洞就可以解决了，但是这个还不完美，因为还有第二个问题没解决。

import javax.script.ScriptEngine;
    import jdk.nashorn.api.scripting.ClassFilter;
    import jdk.nashorn.api.scripting.NashornScriptEngineFactory;
    
    public class MyClassFilterTest {
    
      class MyCF implements ClassFilter {
        @Override
        public boolean exposeToScripts(String s) {
          if (s.compareTo("java.io.File") == 0) return false;
          return true;
        }
      }
    
      public void testClassFilter() {
    
        final String script =
          "print(java.lang.System.getProperty(\"java.home\"));" +
          "print(\"Create file variable\");" +
          "var File = Java.type(\"java.io.File\");";
    
        NashornScriptEngineFactory factory = new NashornScriptEngineFactory();
    
        ScriptEngine engine = factory.getScriptEngine(
          new MyClassFilterTest.MyCF());
        try {
          engine.eval(script);
        } catch (Exception e) {
          System.out.println("Exception caught: " + e.toString());
        }
      }
    
      public static void main(String[] args) {
        MyClassFilterTest myApp = new MyClassFilterTest();
        myApp.testClassFilter();
      }
    }

执行完则会报错：

C:\Java\jre8
    Create file variable
    Exception caught: java.lang.RuntimeException: java.lang.ClassNotFoundException:
    java.io.File

#### Nashorn沙箱 ####

事实上，Nashorn本身就考虑了安全问题，实现了一套沙箱机制(SandBox),用法如下：

NashornSandbox sandbox = NashornSandboxes.create(); 
    sandbox.allow(File.class);
    sandbox.eval("var File = Java.type('java.io.File'); File;")

限制nashorn引擎的资源使用也有考虑：

NashornSandbox sandbox = NashornSandboxes.create();
    sandbox.setMaxCPUTime(100);
    sandbox.setMaxMemory(50*1024);
    sandbox.allowNoBraces(false);
    sandbox.setMaxPreparedStatements(30); // because preparing scripts for execution is expensive
    sandbox.setExecutor(Executors.newSingleThreadExecutor());
    sandbox.eval("var o={}, i=0; while (true) {o[i++]='abc';};");

### Nashorn沙箱的实现原理浅析： ###

java应用程序本身就是自带沙箱的，只不过一般都没有被启用，要启用沙箱，在启动的命令行要加如下参数：

java -Djava.security.manager <other args>

沙箱启动后，安全管理器会使用两个默认的策略文件来确定沙箱启动参数。当然也可以通过命令指定：

java -Djava.security.policy=<URL>

如果要求启动时只遵循一个策略文件，那么启动参数要加个等号，如下：

java -Djava.security.policy==<URL>

关于java的安全沙箱，这里有一篇比较完整的介绍文章，有兴趣的同学可以看看。  
[java安全沙箱][java]

### 写在最后 ###

本来Nashorn是有计划支持ES6的，但是由于对ES6的支持太过困难，导致oracle放弃了这一想法（手动表示遗憾。。。），甚至打算弃用Nashorn，所以最后在我的项目中并没有使用Nashorn引擎，而是选用了抽象的方式去迂回实现我所需要的功能，但是，Nashorn确实给我提供了一种思路，一种能让我在终极可配置化的道路上走的更远的思路，一种能让我离"write once， run forevre"的终极目标更近一小步的思路。

by: eric02.li

[java]: https://www.cnblogs.com/MyStringIsNotNull/p/8268351.html