DukeScript：随处运行 Java 的新尝试
Jaroslav Tulach 是NetBeans 的创始人和最初的架构师，Anton (Toni) Epple 则是一位Java 咨询师和培训师，最近他们凭借 DukeScript 获得了 2014 年的 Duke 选择奖。DukeScript 这门技术希望能将 Java 带到一切客户端、移动终端或桌面，而不需要借助插件。DukeScript 这个名字有些误导性，其实它并不是一门新的脚本语言，相反它只是尝试“将 Java 放到 JavaScript 之中”，进而实现Java 最初的愿景——“一次编写，到处运行”。
DukeScript 是这样一门技术，它支持使用 Java 和 HTML5 创建跨平台的移动和桌面应用。不同于其他将 Java 应用于服务器端的解决方案，DukeScript 将 Java 应用到了客户端，而且不依赖Oracle 过去用于运行 Applet 的插件。该技术可以运行于 Android、iOS、桌面浏览器以及任何HTML5/JavaScript 环境中。
Epple 向 InfoQ 解释了DukeScript 及相关技术是如何工作的：
一个DukeScript 应用的基本架构其实非常简单，包括 3 个组件：一个是Java 虚拟机，一个是 HTML 渲染组件，再就是 DukeScript。DukeScript 将 JVM 和 HTML 组件粘合到一起， 作为运行在虚拟机中的业务逻辑和用 HTML/JavaScript 编写的 UI 之间的桥梁。 DukeScript 应用运行在JVM 中，使用HTML 渲染器显示页面。当页面加载时，DukeScript 会在内部通过Knockout.js，将该页面的动态元素绑定到数据模型。它与典型的Knockout.js 应用的差别在于，数据模型由 Java 对象组成，用户可以在 Java 代码中操控这些对象。利用这种方式，业务逻辑可以完全用Java 编写，与 UI 清晰地分离开来。 在我们支持的每一个平台上，都要找到一个 JVM 和一个 WebView 组件，并将其衔接到一起。显而易见，真正的困难在于通信，因为每个平台都略有不同。
该技术支持多种场景。在桌面上，可以脱离浏览器，此时 DukeScript 用到了 JavaFX，Epple 介绍说：
在桌面上，我们有 Hotspot VM 和 JavaFX WebView，而且后者可以直接与 Java 交互。这也很方便调试应用。当运行在 HotSpot 上时，我们可以使用断点、表达式求值以及 IDE 提供的所有其他优秀功能来调试应用。在 WebView 中，NetBeans 可以检查 DOM 树，显示CSS，我们可以在应用运行时动态更新页面的 HTML。
Epple 补充说，在两大主流移动平台上，DukeScript 的工作方式类似，不过使用的虚拟机和WebView 不同：
在 Android 上，有 Dalvik 作为虚拟机，android.webkit.WebView 用于渲染 HTML 和执行JavaScript。在 iOS 上，有 RoboVM（一款通过 LLVM 流水线生成机器代码的 AOT 编译器）和 NSObject.UIResponder.UiView.UIWebView。通过连接这些基本组件，我们可以在这些不同的平台上运行同样的应用。
在桌面浏览器上，Java 代码需要翻译为相应的 JavaScript 片段。这可以通过 Bck2Brwsr（Tulach 编写的一款 JVM）提前编译或即时编译。据 Epple 介绍，对于 JIT 场景，当 Web 页面加载时，Bck2Brwsr 会被加载进来，再由它来加载应用中的 Java 主类并实例化，之后是实例化 Java 数据模型，并实现与HTML 组件的绑定。当Java 代码执行时，Bck2Brwsr 将其翻译为JavaScript，并在浏览器的引擎中运行。Bck2Brwsr 并不是必须的，可以用其他虚拟机替代，比如可以使用TeaVM。
在 Windows Phone 上，可以使用与 Android 和 iOS 类似的解决方案，以 Bck2Brwsr 作为所选的 JVM，但是目前尚未测试，或许还需要更多工作。
据 Tulach 介绍，Bck2Brwsr 目前有些不足：它没有使用反射，而且“该项目的目标并非来执行现有的任何 Java 库”。它面向的是新的、需要特殊设计的受限环境。Tulach 想在以后增加很多改进，并希望得到社区的帮助：
- 使用Closure 编译器来生成更紧凑的代码；
- 每个独立的库——ObfuscatePerLibrary；
- 通过 sammy.js 或 crossroads.js 访问多页面；
- 方法和字段支持不同的修饰符；
- 对反射的更多支持（例如，在允许的情况下不要抛出 SecurityException）；
- 没有 private 的方法/字段/构造器/类的访问；
- 可能没有字段的访问；
- 可能需要构造器的访问；
- Java 的调试器（JavaScript 的也可以）；
- 性能基准测试 Sci2000；
- 研究生成对 asm.js 而言友好的代码；
- 为所有 HTML5 元素动态生成Java 包装器（Honza）。
该框架的另一个重要组件是 HTML APIs via Java 1.0 API（HTML/Java），这是一组用于和HTML 页面交互的Java API，最初是为NetBeans 开发的。默认情况下，该API 可以通过JavaFX WebView 在桌面浏览器上与 HTML 交互。该 API 已经与 Knockout 做了集成，后者会提供与数据模型的绑定，所以不需要直接操作 DOM。Tulach 提到，该 API 也可以配合 Controls.js 使用， 还可以添加对其他框架的支持（比如 Angular.js 等）。
HTML/Java API 可以用于从Java 中直接调用JavaScript，而反向的调用可以借助 JavaScriptBody 注解实现。下列代码片段就是一个例子：
代码语言：javascript复制@JavaScriptBody(args = {"x", "y"}, body = "return x y;")
private static native int sum(int x, int y);为简化针对浏览器编写的 Java 代码，并避免“冗长的 JavaBeans 模式”，Tulach 使用了 Model 注解，如下面的例子所示：
代码语言：javascript复制@Model(className="Person", properties={
@Property(name = "firstName", type=String.class), @Property(name = "lastName", type=String.class)
@Property(name = "addresses", type=Address.class, array = true)
})通过HTTP 或WebSocket，HTML/Java API 使用JSON 与服务器通信，这里用到了另一个注解— —@OnReceive。关于这一点，Tulach 写到：
它会再生成一些样板化代码，因此与服务器的数据交互就只是几行代码的事了。事实上，如果比较原始的 JavaScript 示例代码的大小，就会发现这正是新的 HTML/Java API 所擅长的。用于异步REST 或 WebSocket 通信的Java 代码要比对应的JavaScript 代码短。
HTML/Java API 在设计时力求做到尽可能简单，不依赖其他库，而且可以在不同的JVM 上执行， 包括HotSpot 和Bck2Brwsr。
Epple 还扩展了 HTML/Java 库，添加了一个 HTML5 Canvas API，以及一个基于 JavaFX Canvas API 的游戏引擎。
DukeScript 的网站列出了一些例子，其中包括一个简单的 HTML-Java 在线编辑器，这个编辑器还有一个Angular.js To-Do Demo。
