Предисловие: Научить человека ловить рыбу лучше, чем научить его ловить рыбу.Есть много статей об использовании ASM, а также много простых демонстраций.Так какие возможности есть у ASM? Как научиться писать ASM-код? Какие сценарии требуют использования ASM? Давайте прочитаем эту статью, имея в виду эти вопросы.
Этот раздел удален из-за нехватки места (Часть 6: Сравнение TreeApi и CoreApi, введение в основные классы API и т. д.). Если вам интересно, вы можете связаться с автором для связи.
Лично я думаю, что суть лежит в пятой части, как проверить, как писать ASM-код класса, который вы хотите написать, и полностью понять возможности ASM, чтобы в дальнейшем в конкретных сценариях мы знали, что мы можем используйте его для достижения тех функций, которые мы хотим выполнить.
1. Введение в ASM
1. Что такое АСМ?
ASM — это универсальная платформа для манипулирования и анализа байт-кода Java. Его можно использовать для изменения существующих классов или непосредственного динамического создания классов в двоичной форме. ASM предоставляет ряд общих алгоритмов преобразования и анализа байт-кода, на основе которых можно создавать собственные комплексные инструменты преобразования и анализа кода. ASM предоставляет функциональность, аналогичную другим платформам байт-кода Java, но фокусируется на производительности. Поскольку он спроектирован и реализован как можно более компактным и быстрым, он хорошо подходит для использования в динамических системах (но, конечно, его также можно использовать статическим способом, например, в компиляторе).
Файл .java создаст файл .class после компиляции компилятором Java (javac). В файле .class хранятся данные байт-кода (ByteCode). Объектом, которым управляет ASM, является байт-код (ByteCode), и во многих случаях конкретной формой байт-кода (ByteCode) является файл .class.
ASM обрабатывает байт-код (ByteCode) по принципу «разделение-изменение-слияние».
| Инструменты байт-кода | Создание класса | реализовать интерфейс | вызов метода | расширение класса | Вызов метода родительского класса | преимущество | недостаток | Обычное использование | стоимость обучения |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Java-прокси | поддерживать | поддерживать | поддерживать | не поддерживается | не поддерживается | Предпочтителен простой динамический прокси | Ограниченная функциональность и отсутствие поддержки расширений. | весна-аоп,MyBatis | 1 звезда |
| как м | поддерживать | поддерживать | поддерживать | поддерживать | поддерживать | Вставка произвольного байт-кода практически без ограничений | Трудно учиться и нужно много кодировать | cglib | 5 звезд |
| яванский | поддерживать | поддерживать | поддерживать | поддерживать | поддерживать | Оригинальный синтаксис Java, вставка строковой формы, интуитивное написание | Не поддерживает синтаксис jdk1.5 или более поздней версии, например дженерики, улучшенный для | Фастджсон, MyBatis | 2 звезды |
| cglib | поддерживать | поддерживать | поддерживать | поддерживать | поддерживать | Похоже на bytebuddy | Поэтапное прекращение использования bytebuddy | EasyMock, привязка данных Джексона | 3 звезды |
| байт-приятель | поддерживать | поддерживать | поддерживать | поддерживать | поддерживать | Поддерживает перехват в любом измерении и может получать исходные классы, методы, прокси-классы и все параметры. | Не очень интуитивно понятен, требует некоторого изучения и понимания и имеет множество API. | SkyWalking，Mockito，Спящий режим，powermock | 3 звезды |
Ссылка на сравнительную таблицу: http://xingyun.jd.com/shendeng/article/detail/7826 .
- Официальный сайт АСМ: https://asm.ow2.io/
- Исходный код ASM: https://gitlab.ow2.org/asm/asm
- Руководство разработчика: https://asm.ow2.io/developer-guide.html.
2. Что может ASM?
Генерировать, изменять, удалять (интерфейсы, классы, поля, методы...) ASM может анализировать, генерировать и преобразовывать данные байт-кода. ASM можно наглядно представить как дверь на краю «мира языка Java». Благодаря этому открытию дверь может помочь нам войти в «мир байт-кода».
3. Реальные сценарии использования ASM
3.1. ASM весной
Первый сценарий приложения — это АОП в среде Spring. Во многих проектах Java используется среда Spring, а АОП (аспектно-ориентированное программирование) в среде Spring опирается на ASM. В частности, Spring AOP может быть реализован через динамический прокси-сервер JDK или через CGLIB. Среди них CGLib (библиотека генерации кода) построена на основе ASM, поэтому Spring AOP использует ASM косвенно. (Ссылка на 8.6 Механизмы проксирования справочной документации Spring Framework).
3.2 ASM в JDK
Второй сценарий применения — это выражение Lambda в JDK. Очень важной функцией, представленной в Java 8, является поддержка лямбда-выражений. Лямбда-выражения позволяют передавать методы в качестве параметров, что может сделать код более кратким и компактным. Однако мы могли не заметить, что на самом деле на этом этапе (версия Java 8) вызов лямбда-выражений реализован через ASM.
Пакет jdk.internal.org.objectweb.asm в файле rt.jar содержит встроенный код ASM JDK. В версии JDK 8 используется версия ASM 5.0.
Если мы проследим реализацию кодирования выражения Lambda, мы обнаружим метод InnerClassLambdaMetafactory.spinInnerClass(). В этом методе мы увидим: JDK будет использовать jdk.internal.org.objectweb.asm.ClassWriter для создания класса для переноса кода лямбда-выражения.
LambdaMetafactory.metafactory() Первый шаг — найти этот метод InnerClassLambdaMetafactory.buildCallSite() Второй шаг — найти этот метод.
InnerClassLambdaMetafactory.spinInnerClass() Третий шаг — найти этот метод
4. Два компонента ASM
С точки зрения структуры композиции ASM разделен на две части: одна — Core API, а другая — Tree API.
Среди них Core API включает asm.jar, asm-util.jar и asm-commons.jar; среди них Tree API включает asm-tree.jar и asm-anaанализ.jar.
asm.jar — файл:ClassReader、ClassVisitor、ClassWriter、FieldVisitor、FieldWriter、MethodVisitor、MethodWriter、Label、Opcodes、Type
Класс ClassReader отвечает за чтение содержимого файла .class и его последующее разделение на разные части. Класс ClassVisitor отвечает за изменение информации в определенной части файла .class. Класс ClassWriter отвечает за сборку различных частей в полный файл .class.
Основные классы в asm-util.jar
Классы, начинающиеся с Check, в основном отвечают за проверку (Проверка) правильности содержимого сгенерированного файла .class. Классы, начинающиеся с Trace, в основном отвечают за вывод содержимого файла .class в текстовый вывод. На основе выходной текстовой информации можно исследовать или отслеживать внутреннюю информацию файла .class (Trace).
5、Файл классов
Мы все знаем, что в файле .class хранятся данные ByteCode. Однако эти данные ByteCode не являются беспорядочными, а следуют определенной структуре данных.
Структура данных, которой следует этот файл .class, соответствует формату файла класса , определенному в спецификации виртуальной машины Java.
6. Общие библиотеки байт-кода
Apache Commons BCEL: BCEL — это аббревиатура библиотеки байт-кода.
Javassist: Javassist — помощник по программированию на Java
ObjectWeb ASM: Тема этого курса.
Byte Buddy: библиотека классов, реализованная на основе ASM.
2. Создать что-то из ничего
1. Создайте новый интерфейс
Ожидаемые цели:
Создайте файл .class, определяющий нормальную структуру интерфейса.
public interface ASMInterface {
byte byteType = 1;
short shortType = 1;
int intType = 1;
char charType = 's';
float floatType = 1.1F;
double doubleType = 1.2;
long longType = 1L;
boolean booleanType = false;
Byte ByteType = 1;
Short ShortType = Short.valueOf((short)1);
Integer IntegerType = 1;
String StringType = "s";
Float FloatType = 1.1F;
Double DoubleType = 1.1;
Long LongType = 1L;
Boolean BooleanType = true;
void function();
default String defaultFunction(Integer integer) {
System.out.println("param = " + integer);
return String.valueOf(integer);
}
static Integer getInteger(String str) {
return Integer.valueOf(str);
}
}Реализация кодирования:
public class InterfaceGenerateCore {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String relative_path = "sample/ASMGenerateInterface.class";
String filepath = FileUtils.getFilePath(relative_path);
// (1) 生成byte[]内容
byte[] bytes = dump();
// (2) 保存byte[]到文件
FileUtils.writeBytes(filepath, bytes);
}
public static byte[] dump() throws Exception {
// (1) 创建ClassWriter对象
ClassWriter cw = new ClassWriter(ClassWriter.COMPUTE_FRAMES);
// (2) 调用visitXxx()方法,调用顺序和说明如下
/*
* visit
* [visitSource][visitModule][visitNestHost][visitPermittedSubclass][visitOuterClass]
* (visitAnnotation |
* visitTypeAnnotation |
* visitAttribute)*
* (visitNestMember |
* visitInnerClass |
* visitRecordComponent |
* visitField |
* visitMethod)*
* visitEnd
* []: 表示最多调用一次，可以不调用，但最多调用一次。
* ()和|: 表示在多个方法之间，可以选择任意一个，并且多个方法之间不分前后顺序。
* *: 表示方法可以调用0次或多次。
* */
//定义接口
/*
*visit(version, access, name, signature, superName, interfaces)
*version: 表示当前类的版本信息。在下述示例代码中，其取值为Opcodes.V1_8，表示使用Java 8版本。
*access: 表示当前类的访问标识（access flag）信息。在下面的示例中，access的取值是ACC_PUBLIC + ACC_ABSTRACT + ACC_INTERFACE，也可以写成ACC_PUBLIC | ACC_ABSTRACT | ACC_INTERFACE。如果想进一步了解这些标识的含义，可以参考Java Virtual Machine Specification的Chapter 4. The class File Format部分。
*name: 表示当前类的名字，它采用的格式是Internal Name的形式。在.java文件中，我们使用Java语言来编写代码，使用类名的形式是Fully Qualified Class Name，例如java.lang.String；将.java文件编译之后，就会生成.class文件；在.class文件中，类名的形式会发生变化，称之为Internal Name，例如java/lang/String。因此，将Fully Qualified Class Name转换成Internal Name的方式就是，将.字符转换成/字符。
*signature: 表示当前类的泛型信息。因为在这个接口当中不包含任何的泛型信息，因此它的值为null。
*superName: 表示当前类的父类信息，它采用的格式是Internal Name的形式。
*interfaces: 表示当前类实现了哪些接口信息。
**/
cw.visit(
V1_8, // version
ACC_PUBLIC + ACC_ABSTRACT + ACC_INTERFACE, // access
"sample/ASMGenerateInterface", // name
null, // signature
"java/lang/Object", // superName
null // interfaces
);
//定义字段-基本类型
/*
* visitField(access, name, descriptor, signature, value)
*access参数：表示当前字段或方法带有的访问标识（access flag）信息，例如ACC_PUBLIC、ACC_STATIC和ACC_FINAL等。
*name参数：表示当前字段或方法的名字。
*descriptor参数：表示当前字段或方法的描述符。这些描述符，与我们平时使用的Java类型是有区别的。byte-B、short-S、int-I、char-C、具体可以参考如下示例代码
*signature参数：表示当前字段或方法是否带有泛型信息。换句话说，如果不带有泛型信息，提供一个null就可以了；如果带有泛型信息，就需要给它提供某一个具体的值。
*value参数：是visitField()方法的第5个参数。这个参数的取值，与当前字段是否为常量有关系。如果当前字段是一个常量，就需要给value参数提供某一个具体的值；如果当前字段不是常量，那么使用null就可以了。
* */
{
FieldVisitor fv1 = cw.visitField(ACC_PUBLIC + ACC_STATIC + ACC_FINAL, "byteType", "B", null, new Integer(1));
fv1.visitEnd();
}
{
FieldVisitor fv2 = cw.visitField(ACC_PUBLIC + ACC_STATIC + ACC_FINAL, "shortType", "S", null, new Integer(1));
fv2.visitEnd();
}
{
FieldVisitor fv3 = cw.visitField(ACC_PUBLIC + ACC_STATIC + ACC_FINAL, "intType", "I", null, new Integer(1));
fv3.visitEnd();
}
{
FieldVisitor fv4 = cw.visitField(ACC_PUBLIC + ACC_STATIC + ACC_FINAL, "charType", "C", null, 's');
fv4.visitEnd();
}
{
FieldVisitor fv5 = cw.visitField(ACC_PUBLIC + ACC_STATIC + ACC_FINAL, "floatType", "F", null, new Float("1.1"));
fv5.visitEnd();
}
{
FieldVisitor fv6 = cw.visitField(ACC_PUBLIC + ACC_STATIC + ACC_FINAL, "doubleType", "D", null, new Double("1.2"));
fv6.visitEnd();
}
{
FieldVisitor fv7 = cw.visitField(ACC_PUBLIC + ACC_STATIC + ACC_FINAL, "longType", "J", null, new Long(1L));
fv7.visitEnd();
}
{
FieldVisitor fv8 = cw.visitField(ACC_PUBLIC + ACC_STATIC + ACC_FINAL, "booleanType", "Z", null, new Integer(0));
fv8.visitEnd();
}
//定义变量-包装类型
{
FieldVisitor fv11 = cw.visitField(ACC_PUBLIC + ACC_STATIC + ACC_FINAL, "ByteType", "Ljava/lang/Byte;", null, null);
fv11.visitEnd();
}
{
FieldVisitor fv12 = cw.visitField(ACC_PUBLIC + ACC_STATIC + ACC_FINAL, "ShortType", "Ljava/lang/Short;", null,null);
fv12.visitEnd();
}
{
FieldVisitor fv13 = cw.visitField(ACC_PUBLIC + ACC_STATIC + ACC_FINAL, "IntegerType", "Ljava/lang/Integer;", null,null);
fv13.visitEnd();
}
{
FieldVisitor fv14 = cw.visitField(ACC_PUBLIC + ACC_STATIC + ACC_FINAL, "StringType", "Ljava/lang/String;", null, "s");
fv14.visitEnd();
}
{
FieldVisitor fv15 = cw.visitField(ACC_PUBLIC + ACC_STATIC + ACC_FINAL, "FloatType", "Ljava/lang/Float;", null,null);
fv15.visitEnd();
}
{
FieldVisitor fv16 = cw.visitField(ACC_PUBLIC + ACC_STATIC + ACC_FINAL, "DoubleType", "Ljava/lang/Double;", null,null);
fv16.visitEnd();
}
{
FieldVisitor fv17 = cw.visitField(ACC_PUBLIC + ACC_STATIC + ACC_FINAL, "LongType", "Ljava/lang/Long;", null, null);
fv17.visitEnd();
}
{
FieldVisitor fv18 = cw.visitField(ACC_PUBLIC + ACC_STATIC + ACC_FINAL, "BooleanType", "Ljava/lang/Boolean;", null, null);
fv18.visitEnd();
}
//定义方法-抽象方法
/*
* visitMethod(access, name, descriptor, signature, exceptions)
*access参数：表示当前字段或方法带有的访问标识（access flag）信息，例如ACC_PUBLIC、ACC_STATIC和ACC_FINAL等。
*name参数：表示当前字段或方法的名字。
*descriptor参数：表示当前字段或方法的描述符。这些描述符，与我们平时使用的Java类型是有区别的。()内为入参，后面为反参
*signature参数：表示当前字段或方法是否带有泛型信息。换句话说，如果不带有泛型信息，提供一个null就可以了；如果带有泛型信息，就需要给它提供某一个具体的值。
*exceptions参数：是visitMethod()方法的第5个参数。这个参数的取值，与当前方法声明中是否具有throws XxxException相关。
* */
{
MethodVisitor mv1 = cw.visitMethod(ACC_PUBLIC + ACC_ABSTRACT, "function", "()V", null, null);
mv1.visitEnd();
}
//定义方法-默认方法
{
MethodVisitor mv2 = cw.visitMethod(ACC_PUBLIC, "defaultFunction", "(Ljava/lang/Integer;)Ljava/lang/String;", null, null);
mv2.visitCode();
mv2.visitFieldInsn(GETSTATIC, "java/lang/System", "out", "Ljava/io/PrintStream;");
mv2.visitTypeInsn(NEW, "java/lang/StringBuilder");
mv2.visitInsn(DUP);
mv2.visitMethodInsn(INVOKESPECIAL, "java/lang/StringBuilder", "<init>", "()V", false);
mv2.visitLdcInsn("param = ");
mv2.visitMethodInsn(INVOKEVIRTUAL, "java/lang/StringBuilder", "append", "(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;", false);
mv2.visitVarInsn(ALOAD, 1);
mv2.visitMethodInsn(INVOKEVIRTUAL, "java/lang/StringBuilder", "append", "(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/StringBuilder;", false);
mv2.visitMethodInsn(INVOKEVIRTUAL, "java/lang/StringBuilder", "toString", "()Ljava/lang/String;", false);
mv2.visitMethodInsn(INVOKEVIRTUAL, "java/io/PrintStream", "println", "(Ljava/lang/String;)V", false);
mv2.visitVarInsn(ALOAD, 1);
mv2.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "java/lang/String", "valueOf", "(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/String;", false);
mv2.visitInsn(ARETURN);
mv2.visitMaxs(3, 2);
mv2.visitEnd();
}
//定义方法-静态方法
{
MethodVisitor mv3 = cw.visitMethod(ACC_PUBLIC | ACC_STATIC, "getInteger", "(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/Integer;", null, null);
mv3.visitCode();
mv3.visitVarInsn(ALOAD, 0);
mv3.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "java/lang/Integer", "valueOf", "(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/Integer;", false);
mv3.visitInsn(ARETURN);
mv3.visitMaxs(1, 1);
mv3.visitEnd();
}
{
MethodVisitor mv4 = cw.visitMethod(ACC_STATIC, "<clinit>", "()V", null, null);
mv4.visitCode();
mv4.visitInsn(ICONST_1);
mv4.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "java/lang/Byte", "valueOf", "(B)Ljava/lang/Byte;", false);
mv4.visitFieldInsn(PUTSTATIC, "sample/ASMInterface", "ByteType", "Ljava/lang/Byte;");
mv4.visitInsn(ICONST_1);
mv4.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "java/lang/Short", "valueOf", "(S)Ljava/lang/Short;", false);
mv4.visitFieldInsn(PUTSTATIC, "sample/ASMInterface", "ShortType", "Ljava/lang/Short;");
mv4.visitInsn(ICONST_1);
mv4.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "java/lang/Integer", "valueOf", "(I)Ljava/lang/Integer;", false);
mv4.visitFieldInsn(PUTSTATIC, "sample/ASMInterface", "IntegerType", "Ljava/lang/Integer;");
mv4.visitLdcInsn(new Float("1.1"));
mv4.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "java/lang/Float", "valueOf", "(F)Ljava/lang/Float;", false);
mv4.visitFieldInsn(PUTSTATIC, "sample/ASMInterface", "FloatType", "Ljava/lang/Float;");
mv4.visitLdcInsn(new Double("1.1"));
mv4.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "java/lang/Double", "valueOf", "(D)Ljava/lang/Double;", false);
mv4.visitFieldInsn(PUTSTATIC, "sample/ASMInterface", "DoubleType", "Ljava/lang/Double;");
mv4.visitInsn(LCONST_1);
mv4.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "java/lang/Long", "valueOf", "(J)Ljava/lang/Long;", false);
mv4.visitFieldInsn(PUTSTATIC, "sample/ASMInterface", "LongType", "Ljava/lang/Long;");
mv4.visitInsn(ICONST_1);
mv4.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "java/lang/Boolean", "valueOf", "(Z)Ljava/lang/Boolean;", false);
mv4.visitFieldInsn(PUTSTATIC, "sample/ASMInterface", "BooleanType", "Ljava/lang/Boolean;");
mv4.visitInsn(RETURN);
mv4.visitMaxs(2, 0);
mv4.visitEnd();
}
cw.visitEnd(); // 注意，最后要调用visitEnd()方法
// (3) 调用toByteArray()方法
return cw.toByteArray();
}
}
Результаты проверки:
Правильно ли сгенерирован интерфейс?
public class HelloWorldRun {
public static void main(String[] args) throws Exception {
ClassLoader classLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
Class<?> clazz = classLoader.loadClass("sample.ASMGenerateInterface");
Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();
if (declaredFields.length > 0) {
System.out.println("fields:");
for (Field f : declaredFields) {
Object value = f.get(null);
System.out.println(" " + f.getName() + ": " + value);
}
}
Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();
if (declaredMethods.length > 0) {
System.out.println("methods:");
for (Method m : declaredMethods) {
System.out.println(" " + m.getName());
}
}
}
}Визуализации следующие:
2. Создайте новые классы
Ожидаемые цели:
Создайте файл .class, определяющий нормальную структуру классов.
public class ASMClass {
//定义变量-基本类型
byte byteType = 1;
short shortType = 1;
int intType = 1;
char charType = 's';
float floatType = 1.1f;
double doubleType = 1.2;
long longType = 1;
boolean booleanType = false;
//定义变量-包装类型
Byte ByteType = 1;
Short ShortType = 1;
Integer IntegerType = 1;
String StringType = "string";
Float FloatType = 1.1f;
Double DoubleType = 1.1;
Long LongType = 1l;
@Deprecated
Boolean BooleanType = true;
/*
* 静态方法
* */
public static Integer getInteger(String str) {
return Integer.valueOf(str);
}
/*
* 实例方法
* */
public String instanceMethod(Integer integer) {
return String.valueOf(integer);
}
}
Реализация кодирования:
public class ClassGenerateCore {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String relative_path = "sample/ASMGenerateClass.class";
String filepath = FileUtils.getFilePath(relative_path);
// (1) 生成byte[]内容
byte[] bytes = dump();
// (2) 保存byte[]到文件
FileUtils.writeBytes(filepath, bytes);
}
public static byte[] dump() throws Exception {
// (1) 创建ClassWriter对象
ClassWriter cw = new ClassWriter(ClassWriter.COMPUTE_FRAMES);
// (2) 调用visitXxx()方法,调用顺序和说明如下
/*
* visit
* [visitSource][visitModule][visitNestHost][visitPermittedSubclass][visitOuterClass]
* (visitAnnotation |
* visitTypeAnnotation |
* visitAttribute)*
* (visitNestMember |
* visitInnerClass |
* visitRecordComponent |
* visitField |
* visitMethod)*
* visitEnd
* []: 表示最多调用一次，可以不调用，但最多调用一次。
* ()和|: 表示在多个方法之间，可以选择任意一个，并且多个方法之间不分前后顺序。
* *: 表示方法可以调用0次或多次。
* */
//定义接口
/*
*visit(version, access, name, signature, superName, interfaces)
*version: 表示当前类的版本信息。在下述示例代码中，其取值为Opcodes.V1_8，表示使用Java 8版本。
*access: 表示当前类的访问标识（access flag）信息。在下面的示例中，access的取值是ACC_PUBLIC + ACC_ABSTRACT + ACC_INTERFACE，也可以写成ACC_PUBLIC | ACC_ABSTRACT | ACC_INTERFACE。如果想进一步了解这些标识的含义，可以参考Java Virtual Machine Specification的Chapter 4. The class File Format部分。
*name: 表示当前类的名字，它采用的格式是Internal Name的形式。在.java文件中，我们使用Java语言来编写代码，使用类名的形式是Fully Qualified Class Name，例如java.lang.String；将.java文件编译之后，就会生成.class文件；在.class文件中，类名的形式会发生变化，称之为Internal Name，例如java/lang/String。因此，将Fully Qualified Class Name转换成Internal Name的方式就是，将.字符转换成/字符。
*signature: 表示当前类的泛型信息。因为在这个接口当中不包含任何的泛型信息，因此它的值为null。
*superName: 表示当前类的父类信息，它采用的格式是Internal Name的形式。
*interfaces: 表示当前类实现了哪些接口信息。
**/
cw.visit(
V1_8, // version
ACC_PUBLIC + ACC_SUPER, // access
"sample/ASMGenerateClass", // name
null, // signature
"java/lang/Object", // superName
null // interfaces
);
//定义字段-基本类型
/*
* visitField(access, name, descriptor, signature, value)
*access参数：表示当前字段或方法带有的访问标识（access flag）信息，例如ACC_PUBLIC、ACC_STATIC和ACC_FINAL等。
*name参数：表示当前字段或方法的名字。
*descriptor参数：表示当前字段或方法的描述符。这些描述符，与我们平时使用的Java类型是有区别的。byte-B、short-S、int-I、char-C、具体可以参考如下示例代码
*signature参数：表示当前字段或方法是否带有泛型信息。换句话说，如果不带有泛型信息，提供一个null就可以了；如果带有泛型信息，就需要给它提供某一个具体的值。
*value参数：是visitField()方法的第5个参数。这个参数的取值，与当前字段是否为常量有关系。如果当前字段是一个常量，就需要给value参数提供某一个具体的值；如果当前字段不是常量，那么使用null就可以了。
* */
{
FieldVisitor fv1 = cw.visitField(0, "byteType", "B", null, new Byte("1"));
fv1.visitEnd();
}
{
FieldVisitor fv2 = cw.visitField(0, "shortType", "S", null, new Short("1"));
fv2.visitEnd();
}
{
FieldVisitor fv3 = cw.visitField(0, "intType", "I", null, new Integer(1));
fv3.visitEnd();
}
{
FieldVisitor fv4 = cw.visitField(0, "charType", "C", null, "s");
fv4.visitEnd();
}
{
FieldVisitor fv5 = cw.visitField(0, "floatType", "F", null, new Float("1.1"));
fv5.visitEnd();
}
{
FieldVisitor fv6 = cw.visitField(0, "doubleType", "D", null, new Double("1.2"));
fv6.visitEnd();
}
{
FieldVisitor fv7 = cw.visitField(0, "longType", "J", null, new Long(1));
fv7.visitEnd();
}
{
FieldVisitor fv8 = cw.visitField(0, "booleanType", "Z", null, false);
fv8.visitEnd();
}
//定义变量-包装类型
{
FieldVisitor fv11 = cw.visitField(0, "ByteType", "Ljava/lang/Byte;", null, 1);
fv11.visitEnd();
}
{
FieldVisitor fv12 = cw.visitField(0, "ShortType", "Ljava/lang/Short;", null, 1);
fv12.visitEnd();
}
{
FieldVisitor fv13 = cw.visitField(0, "IntegerType", "Ljava/lang/Integer;", null, 1);
fv13.visitEnd();
}
{
FieldVisitor fv14 = cw.visitField(0, "StringType", "Ljava/lang/String;", null, "s");
fv14.visitEnd();
}
{
FieldVisitor fv15 = cw.visitField(0, "FloatType", "Ljava/lang/Float;", null, 1.1f);
fv15.visitEnd();
}
{
FieldVisitor fv16 = cw.visitField(ACC_PUBLIC, "DoubleType", "Ljava/lang/Double;", null, 1.1);
fv16.visitEnd();
}
{
FieldVisitor fv17 = cw.visitField(0, "LongType", "Ljava/lang/Long;", null, 1l);
fv17.visitEnd();
}
{
FieldVisitor fv18 = cw.visitField(ACC_DEPRECATED, "BooleanType", "Ljava/lang/Boolean;", null, true);
{
AnnotationVisitor annotationVisitor0 = fv18.visitAnnotation("Ljava/lang/Deprecated;", true);
annotationVisitor0.visitEnd();
}
fv18.visitEnd();
}
/*
* visitMethod(access, name, descriptor, signature, exceptions)
*access参数：表示当前字段或方法带有的访问标识（access flag）信息，例如ACC_PUBLIC、ACC_STATIC和ACC_FINAL等。
*name参数：表示当前字段或方法的名字。
*descriptor参数：表示当前字段或方法的描述符。这些描述符，与我们平时使用的Java类型是有区别的。()内为入参，后面为反参
*signature参数：表示当前字段或方法是否带有泛型信息。换句话说，如果不带有泛型信息，提供一个null就可以了；如果带有泛型信息，就需要给它提供某一个具体的值。
*exceptions参数：是visitMethod()方法的第5个参数。这个参数的取值，与当前方法声明中是否具有throws XxxException相关。
* */
//定义方法-静态代码块
{
MethodVisitor mv2 = cw.visitMethod(ACC_STATIC, "<clinit>", "()V", null, null);
mv2.visitCode();
mv2.visitFieldInsn(GETSTATIC, "java/lang/System", "out", "Ljava/io/PrintStream;");
mv2.visitLdcInsn("class initialization method");
mv2.visitMethodInsn(INVOKEVIRTUAL, "java/io/PrintStream", "println", "(Ljava/lang/String;)V", false);
mv2.visitInsn(RETURN);
mv2.visitMaxs(2, 0);
mv2.visitEnd();
}
//定义方法-无参构造器
{
MethodVisitor methodVisitor = cw.visitMethod(ACC_PUBLIC, "<init>", "()V", null, null);
methodVisitor.visitCode();
methodVisitor.visitVarInsn(ALOAD, 0);
methodVisitor.visitMethodInsn(INVOKESPECIAL, "java/lang/Object", "<init>", "()V", false);
methodVisitor.visitVarInsn(ALOAD, 0);
methodVisitor.visitInsn(ICONST_1);
methodVisitor.visitFieldInsn(PUTFIELD, "sample/ASMGenerateClass", "byteType", "B");
methodVisitor.visitVarInsn(ALOAD, 0);
methodVisitor.visitInsn(ICONST_1);
methodVisitor.visitFieldInsn(PUTFIELD, "sample/ASMGenerateClass", "shortType", "S");
methodVisitor.visitVarInsn(ALOAD, 0);
methodVisitor.visitInsn(ICONST_1);
methodVisitor.visitFieldInsn(PUTFIELD, "sample/ASMGenerateClass", "intType", "I");
methodVisitor.visitVarInsn(ALOAD, 0);
methodVisitor.visitIntInsn(BIPUSH, 115);
methodVisitor.visitFieldInsn(PUTFIELD, "sample/ASMGenerateClass", "charType", "C");
methodVisitor.visitVarInsn(ALOAD, 0);
methodVisitor.visitLdcInsn(new Float("1.1"));
methodVisitor.visitFieldInsn(PUTFIELD, "sample/ASMGenerateClass", "floatType", "F");
methodVisitor.visitVarInsn(ALOAD, 0);
methodVisitor.visitLdcInsn(new Double("1.2"));
methodVisitor.visitFieldInsn(PUTFIELD, "sample/ASMGenerateClass", "doubleType", "D");
methodVisitor.visitVarInsn(ALOAD, 0);
methodVisitor.visitInsn(LCONST_1);
methodVisitor.visitFieldInsn(PUTFIELD, "sample/ASMGenerateClass", "longType", "J");
methodVisitor.visitVarInsn(ALOAD, 0);
methodVisitor.visitInsn(ICONST_0);
methodVisitor.visitFieldInsn(PUTFIELD, "sample/ASMGenerateClass", "booleanType", "Z");
methodVisitor.visitVarInsn(ALOAD, 0);
methodVisitor.visitInsn(ICONST_1);
methodVisitor.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "java/lang/Byte", "valueOf", "(B)Ljava/lang/Byte;", false);
methodVisitor.visitFieldInsn(PUTFIELD, "sample/ASMGenerateClass", "ByteType", "Ljava/lang/Byte;");
methodVisitor.visitVarInsn(ALOAD, 0);
methodVisitor.visitInsn(ICONST_1);
methodVisitor.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "java/lang/Short", "valueOf", "(S)Ljava/lang/Short;", false);
methodVisitor.visitFieldInsn(PUTFIELD, "sample/ASMGenerateClass", "ShortType", "Ljava/lang/Short;");
methodVisitor.visitVarInsn(ALOAD, 0);
methodVisitor.visitInsn(ICONST_1);
methodVisitor.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "java/lang/Integer", "valueOf", "(I)Ljava/lang/Integer;", false);
methodVisitor.visitFieldInsn(PUTFIELD, "sample/ASMGenerateClass", "IntegerType", "Ljava/lang/Integer;");
methodVisitor.visitVarInsn(ALOAD, 0);
methodVisitor.visitLdcInsn("string");
methodVisitor.visitFieldInsn(PUTFIELD, "sample/ASMGenerateClass", "StringType", "Ljava/lang/String;");
methodVisitor.visitVarInsn(ALOAD, 0);
methodVisitor.visitLdcInsn(new Float("1.1"));
methodVisitor.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "java/lang/Float", "valueOf", "(F)Ljava/lang/Float;", false);
methodVisitor.visitFieldInsn(PUTFIELD, "sample/ASMGenerateClass", "FloatType", "Ljava/lang/Float;");
methodVisitor.visitVarInsn(ALOAD, 0);
methodVisitor.visitLdcInsn(new Double("1.1"));
methodVisitor.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "java/lang/Double", "valueOf", "(D)Ljava/lang/Double;", false);
methodVisitor.visitFieldInsn(PUTFIELD, "sample/ASMGenerateClass", "DoubleType", "Ljava/lang/Double;");
methodVisitor.visitVarInsn(ALOAD, 0);
methodVisitor.visitInsn(LCONST_1);
methodVisitor.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "java/lang/Long", "valueOf", "(J)Ljava/lang/Long;", false);
methodVisitor.visitFieldInsn(PUTFIELD, "sample/ASMGenerateClass", "LongType", "Ljava/lang/Long;");
methodVisitor.visitVarInsn(ALOAD, 0);
methodVisitor.visitInsn(ICONST_1);
methodVisitor.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "java/lang/Boolean", "valueOf", "(Z)Ljava/lang/Boolean;", false);
methodVisitor.visitFieldInsn(PUTFIELD, "sample/ASMGenerateClass", "BooleanType", "Ljava/lang/Boolean;");
methodVisitor.visitInsn(RETURN);
methodVisitor.visitMaxs(3, 1);
methodVisitor.visitEnd();
}
//定义方法-静态方法
{
MethodVisitor mv1 = cw.visitMethod(ACC_PUBLIC | ACC_STATIC, "getInteger", "(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/Integer;", null, null);
mv1.visitCode();
mv1.visitVarInsn(ALOAD, 0);
mv1.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "java/lang/Integer", "valueOf", "(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/Integer;", false);
mv1.visitInsn(ARETURN);
mv1.visitMaxs(1, 1);
mv1.visitEnd();
}
//定义方法-实例方法
{
MethodVisitor mv2 = cw.visitMethod(ACC_PUBLIC, "instanceMethod", "(Ljava/lang/Integer;)Ljava/lang/String;", null, null);
mv2.visitCode();
mv2.visitVarInsn(ALOAD, 1);
mv2.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "java/lang/String", "valueOf", "(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/String;", false);
mv2.visitInsn(ARETURN);
mv2.visitMaxs(1, 2);
mv2.visitEnd();
}
cw.visitEnd(); // 注意，最后要调用visitEnd()方法
// (3) 调用toByteArray()方法
return cw.toByteArray();
}
}Результаты проверки:
public class HelloWorldRun {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Class<?> clazz = Class.forName("sample.ASMGenerateClass");
Method method = clazz.getDeclaredMethod("instanceMethod",Integer.class);
Object instance = clazz.newInstance();
Object invoke = method.invoke(instance, new Integer(12));
Class<?> aClass = invoke.getClass();
System.out.println("aClass = " + aClass);
}
}
或者
public class HelloWorldRun {
public static void main(String[] args) throws Exception {
ClassLoader classLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
Class<?> clazz = classLoader.loadClass("sample.ASMGenerateClass");
Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();
if (declaredFields.length > 0) {
for (Field f : declaredFields) {
Object value = f.get(null);
System.out.println(" " + f.getName() + ": " + value);
}
}
Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();
if (declaredMethods.length > 0) {
for (Method m : declaredMethods) {
System.out.println(" " + m.getName());
}
}
}
}Визуализации следующие:
Последовательность вызова visitXxx() в ClassVisitor
visit
[visitSource][visitModule][visitNestHost][visitPermittedSubclass][visitOuterClass]
(
visitAnnotation |
visitTypeAnnotation |
visitAttribute
)*
(
visitNestMember |
visitInnerClass |
visitRecordComponent |
visitField |
visitMethod
)*
visitEnd
其中，涉及到一些符号，它们的含义如下：
[]: 表示最多调用一次，可以不调用，但最多调用一次。
()和|: 表示在多个方法之间，可以选择任意一个，并且多个方法之间不分前后顺序。
*: 表示方法可以调用0次或多次。Последовательность вызова visitXxx() в FieldVisitor
(
visitAnnotation |
visitTypeAnnotation |
visitAttribute
)*
visitEndПоследовательность вызова visitXxx() в MethodVisitor
(visitParameter)*
[visitAnnotationDefault]
(visitAnnotation | visitAnnotableParameterCount | visitParameterAnnotation | visitTypeAnnotation | visitAttribute)*
[
visitCode
(
visitFrame |
visitXxxInsn |
visitLabel |
visitInsnAnnotation |
visitTryCatchBlock |
visitTryCatchAnnotation |
visitLocalVariable |
visitLocalVariableAnnotation |
visitLineNumber
)*
visitMaxs
]
visitEnd
第一组，在visitCode()方法之前的方法。这一组的方法，主要负责parameter、annotation和attributes等内容
第二组，在visitCode()方法和visitMaxs()方法之间的方法。这一组的方法，主要负责当前方法的“方法体”内的opcode内容。其中，visitCode()方法，标志着方法体的开始，而visitMaxs()方法，标志着方法体的结束。
第三组，是visitEnd()方法。这个visitEnd()方法，是最后一个进行调用的方法。Методы visitXxx() различных объектов MethodVisitor независимы друг от друга. Пока они следуют порядку вызова методов, они могут получить правильные результаты.
3. Циветта обменивается на принца
1. Измените версию класса
Реализация подкласса ClassVisitor
public class ClassChangeVersionVisitor extends ClassVisitor {
public ClassChangeVersionVisitor(int api, ClassVisitor classVisitor) {
super(api, classVisitor);
}
@Override
public void visit(int version, int access, String name, String signature, String superName, String[] interfaces) {
super.visit(Opcodes.V1_7, access, name, signature, superName, interfaces);
}
}Используйте ClassChangeVersionVisitor, подкласс ClassVisitor, чтобы изменить версию класса.
public class ASMModifyClass {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String relative_path = "sample/HelloWorld.class";
String filepath = FileUtils.getFilePath(relative_path);
byte[] bytes = FileUtils.readBytes(filepath);
//（1）构建ClassReader
ClassReader cr = new ClassReader(bytes);
//（2）构建ClassWriter
ClassWriter cw = new ClassWriter(ClassWriter.COMPUTE_FRAMES);
//（3）串连ClassVisitor
int api = Opcodes.ASM9;
ClassVisitor cv = new ClassChangeVersionVisitor(api, cw);
//（4）结合ClassReader和ClassVisitor
int parsingOptions = ClassReader.SKIP_DEBUG | ClassReader.SKIP_FRAMES;
cr.accept(cv, parsingOptions);
//（5）生成byte[]
byte[] bytes2 = cw.toByteArray();
FileUtils.writeBytes(filepath, bytes2);
}
}Проверка и эффект
С помощью команды javap -p -v HelloWorld вы можете увидеть, что информация о номере версии была изменена с 52 на 51.
2. Добавьте время вызова расчета для каждого метода.
Измените и замените методы целевого класса --- Добавьте расчет времени для каждого метода.
public class HelloWorld {
public int add(int a, int b) throws InterruptedException {
int c = a + b;
Random rand = new Random(System.currentTimeMillis());
int num = rand.nextInt(300);
Thread.sleep(100 + num);
return c;
}
public int sub(int a, int b) throws InterruptedException {
int c = a - b;
Random rand = new Random(System.currentTimeMillis());
int num = rand.nextInt(400);
Thread.sleep(100 + num);
return c;
}
}Реализация ASM-кодирования
public class MethodTimerVisitor2 extends ClassVisitor {
private String owner;
private boolean isInterface;
public MethodTimerVisitor2(int api, ClassVisitor classVisitor) {
super(api, classVisitor);
}
@Override
public void visit(int version, int access, String name, String signature, String superName, String[] interfaces) {
super.visit(version, access, name, signature, superName, interfaces);
owner = name;
isInterface = (access & ACC_INTERFACE) != 0;
}
@Override
public MethodVisitor visitMethod(int access, String name, String descriptor, String signature, String[] exceptions) {
MethodVisitor mv = super.visitMethod(access, name, descriptor, signature, exceptions);
if (!isInterface && mv != null && !"<init>".equals(name) && !"<clinit>".equals(name)) {
boolean isAbstractMethod = (access & ACC_ABSTRACT) != 0;
boolean isNativeMethod = (access & ACC_NATIVE) != 0;
if (!isAbstractMethod && !isNativeMethod) {
// 每遇到一个合适的方法，就添加一个相应的字段
FieldVisitor fv = super.visitField(ACC_PUBLIC | ACC_STATIC, getFieldName(name), "J", null, null);
if (fv != null) {
fv.visitEnd();
}
mv = new MethodTimerAdapter2(api, mv, owner, name);
}
}
return mv;
}
private String getFieldName(String methodName) {
return "timer_" + methodName;
}
private class MethodTimerAdapter2 extends MethodVisitor {
private final String owner;
private final String methodName;
public MethodTimerAdapter2(int api, MethodVisitor mv, String owner, String methodName) {
super(api, mv);
this.owner = owner;
this.methodName = methodName;
}
@Override
public void visitCode() {
// 首先，处理自己的代码逻辑
super.visitFieldInsn(GETSTATIC, owner, getFieldName(methodName), "J"); // 注意，字段名字要对应
super.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "java/lang/System", "currentTimeMillis", "()J", false);
super.visitInsn(LSUB);
super.visitFieldInsn(PUTSTATIC, owner, getFieldName(methodName), "J"); // 注意，字段名字要对应
// 其次，调用父类的方法实现
super.visitCode();
}
@Override
public void visitInsn(int opcode) {
// 首先，处理自己的代码逻辑
if ((opcode >= IRETURN && opcode <= RETURN) || opcode == ATHROW) {
super.visitFieldInsn(GETSTATIC, owner, getFieldName(methodName), "J"); // 注意，字段名字要对应
super.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "java/lang/System", "currentTimeMillis", "()J", false);
super.visitInsn(LADD);
super.visitFieldInsn(PUTSTATIC, owner, getFieldName(methodName), "J"); // 注意，字段名字要对应
}
// 其次，调用父类的方法实现
super.visitInsn(opcode);
}
}
}Преобразование метода
public class HelloWorldTransformCore {
private static final int DEFAULT_BUFFER_SIZE = 1024 * 4;
public static void main(String[] args) {
String relative_path = "sample/HelloWorld.class";
String dir = HelloWorldTransformCore.class.getResource("/").getPath();
String filepath = dir + relative_path;
File file = new File(filepath);
try {
InputStream in = new FileInputStream(file);
in = new BufferedInputStream(in);
ByteArrayOutputStream bao = new ByteArrayOutputStream();
copyLarge(in, bao, new byte[DEFAULT_BUFFER_SIZE]);
byte[] bytes1 = bao.toByteArray();
//（1）构建ClassReader
ClassReader cr = new ClassReader(bytes1);
//（2）构建ClassWriter
ClassWriter cw = new ClassWriter(ClassWriter.COMPUTE_FRAMES);
//（3）串连ClassVisitor
int api = Opcodes.ASM9;
ClassVisitor cv = new MethodTimerVisitor2(api, cw);
//（4）结合ClassReader和ClassVisitor
int parsingOptions = ClassReader.SKIP_DEBUG | ClassReader.SKIP_FRAMES;
cr.accept(cv, parsingOptions);
//（5）生成byte[]
byte[] bytes2 = cw.toByteArray();
OutputStream out = new FileOutputStream(filepath);
BufferedOutputStream buff = new BufferedOutputStream(out);
buff.write(bytes2);
buff.flush();
buff.close();
System.out.println("file://" + filepath);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static long copyLarge(final InputStream input, final OutputStream output, final byte[] buffer)
throws IOException {
long count = 0;
int n;
while (-1 != (n = input.read(buffer))) {
output.write(buffer, 0, n);
count += n;
}
return count;
}
}Результаты проверки
public class HelloWorldRun {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 第一部分，先让“子弹飞一会儿”，让程序运行一段时间
HelloWorld instance = new HelloWorld();
Random rand = new Random(System.currentTimeMillis());
for (int i = 0; i < 10; i++) {
boolean flag = rand.nextBoolean();
int a = rand.nextInt(50);
int b = rand.nextInt(50);
if (flag) {
int c = instance.add(a, b);
String line = String.format("%d + %d = %d", a, b, c);
System.out.println(line);
}
else {
int c = instance.sub(a, b);
String line = String.format("%d - %d = %d", a, b, c);
System.out.println(line);
}
}
// 第二部分，来查看方法运行的时间
Class<?> clazz = HelloWorld.class;
Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();
for (Field f : declaredFields) {
String fieldName = f.getName();
f.setAccessible(true);
if (fieldName.startsWith("timer")) {
Object FieldValue = f.get(null);
System.out.println(fieldName + " = " + FieldValue);
}
}
}
}3. Распечатайте параметры метода и возвращаемые значения.
Измените метод целевого класса --- Добавьте входные и выходные параметры печати в каждый метод.
public class HelloWorld {
public int test(String name, int age, long idCard, Object obj) {
int hashCode = 0;
hashCode += name.hashCode();
hashCode += age;
hashCode += (int) (idCard % Integer.MAX_VALUE);
hashCode += obj.hashCode();
return hashCode;
}
}Ожидаемая цель, которую мы хотим достичь: распечатать «значения параметров, полученные методом» и «возвращаемое значение метода».
public class HelloWorld {
public int test(String name, int age, long idCard, Object obj) {
int hashCode = 0;
hashCode += name.hashCode();
hashCode += age;
hashCode += (int) (idCard % Integer.MAX_VALUE);
hashCode += obj.hashCode();
System.out.println(hashCode);
return hashCode;
}
}Идея реализации этой функции: при «входе метода» выводить «значение параметра, полученное методом»; при «выходе метода» выводить «возвращаемое значение метода».
首先，我们添加一个ParameterUtils类，在这个类定义了许多print方法，这些print方法可以打印不同类型的数据。
public class ParameterUtils {
private static final DateFormat fm = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
public static void printValueOnStack(boolean value) {
System.out.println(" " + value);
}
public static void printValueOnStack(byte value) {
System.out.println(" " + value);
}
public static void printValueOnStack(char value) {
System.out.println(" " + value);
}
public static void printValueOnStack(short value) {
System.out.println(" " + value);
}
public static void printValueOnStack(int value) {
System.out.println(" " + value);
}
public static void printValueOnStack(float value) {
System.out.println(" " + value);
}
public static void printValueOnStack(long value) {
System.out.println(" " + value);
}
public static void printValueOnStack(double value) {
System.out.println(" " + value);
}
public static void printValueOnStack(Object value) {
if (value == null) {
System.out.println(" " + value);
}
else if (value instanceof String) {
System.out.println(" " + value);
}
else if (value instanceof Date) {
System.out.println(" " + fm.format(value));
}
else if (value instanceof char[]) {
System.out.println(" " + Arrays.toString((char[])value));
}
else {
System.out.println(" " + value.getClass() + ": " + value.toString());
}
}
public static void printText(String str) {
System.out.println(str);
}
}В следующем классе мы будем использовать этот класс, который поможет нам печатать информацию.MethodParameterVisitor2ParameterUtils
Реализация ASM-кодирования
public class MethodParameterVisitor2 extends ClassVisitor {
public MethodParameterVisitor2(int api, ClassVisitor classVisitor) {
super(api, classVisitor);
}
@Override
public MethodVisitor visitMethod(int access, String name, String descriptor, String signature, String[] exceptions) {
MethodVisitor mv = super.visitMethod(access, name, descriptor, signature, exceptions);
if (mv != null && !name.equals("<init>")) {
boolean isAbstractMethod = (access & ACC_ABSTRACT) != 0;
boolean isNativeMethod = (access & ACC_NATIVE) != 0;
if (!isAbstractMethod && !isNativeMethod) {
mv = new MethodParameterAdapter2(api, mv, access, name, descriptor);
}
}
return mv;
}
private static class MethodParameterAdapter2 extends MethodVisitor {
private final int methodAccess;
private final String methodName;
private final String methodDesc;
public MethodParameterAdapter2(int api, MethodVisitor mv, int methodAccess, String methodName, String methodDesc) {
super(api, mv);
this.methodAccess = methodAccess;
this.methodName = methodName;
this.methodDesc = methodDesc;
}
@Override
public void visitCode() {
// 首先，处理自己的代码逻辑
boolean isStatic = ((methodAccess & ACC_STATIC) != 0);
int slotIndex = isStatic ? 0 : 1;
printMessage("Method Enter: " + methodName + methodDesc);
Type methodType = Type.getMethodType(methodDesc);
Type[] argumentTypes = methodType.getArgumentTypes();
for (Type t : argumentTypes) {
int sort = t.getSort();
int size = t.getSize();
String descriptor = t.getDescriptor();
int opcode = t.getOpcode(ILOAD);
super.visitVarInsn(opcode, slotIndex);
if (sort >= Type.BOOLEAN && sort <= Type.DOUBLE) {
String methodDesc = String.format("(%s)V", descriptor);
printValueOnStack(methodDesc);
}
else {
printValueOnStack("(Ljava/lang/Object;)V");
}
slotIndex += size;
}
// 其次，调用父类的方法实现
super.visitCode();
}
@Override
public void visitInsn(int opcode) {
// 首先，处理自己的代码逻辑
if ((opcode >= IRETURN && opcode <= RETURN) || opcode == ATHROW) {
printMessage("Method Exit: " + methodName + methodDesc);
if (opcode >= IRETURN && opcode <= DRETURN) {
Type methodType = Type.getMethodType(methodDesc);
Type returnType = methodType.getReturnType();
int size = returnType.getSize();
String descriptor = returnType.getDescriptor();
if (size == 1) {
super.visitInsn(DUP);
}
else {
super.visitInsn(DUP2);
}
String methodDesc = String.format("(%s)V", descriptor);
printValueOnStack(methodDesc);
}
else if (opcode == ARETURN) {
super.visitInsn(DUP);
printValueOnStack("(Ljava/lang/Object;)V");
}
else if (opcode == RETURN) {
printMessage(" return void");
}
else {
printMessage(" abnormal return");
}
}
// 其次，调用父类的方法实现
super.visitInsn(opcode);
}
private void printMessage(String str) {
super.visitLdcInsn(str);
super.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "sample/ParameterUtils", "printText", "(Ljava/lang/String;)V", false);
}
private void printValueOnStack(String descriptor) {
super.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "sample/ParameterUtils", "printValueOnStack", descriptor, false);
}
}
}Сделать преобразование
public class HelloWorldTransformCore {
public static void main(String[] args) {
String relative_path = "sample/HelloWorld.class";
String filepath = FileUtils.getFilePath(relative_path);
byte[] bytes1 = FileUtils.readBytes(filepath);
//（1）构建ClassReader
ClassReader cr = new ClassReader(bytes1);
//（2）构建ClassWriter
ClassWriter cw = new ClassWriter(ClassWriter.COMPUTE_FRAMES);
//（3）串连ClassVisitor
int api = Opcodes.ASM9;
ClassVisitor cv = new MethodParameterVisitor2(api, cw);
//（4）结合ClassReader和ClassVisitor
int parsingOptions = ClassReader.SKIP_DEBUG | ClassReader.SKIP_FRAMES;
cr.accept(cv, parsingOptions);
//（5）生成byte[]
byte[] bytes2 = cw.toByteArray();
FileUtils.writeBytes(filepath, bytes2);
}
}Результаты проверки
public class HelloWorldRun {
public static void main(String[] args) throws Exception {
HelloWorld instance = new HelloWorld();
int hashCode = instance.test("Tomcat", 10, System.currentTimeMillis(), new Object());
int remainder = hashCode % 2;
if (remainder == 0) {
System.out.println("hashCode is even number.");
}
else {
System.out.println("hashCode is odd number.");
}
}
}4. Непоследовательная структура
1. если заявление
public class HelloWorld {
public void test(int value) {
if (value == 0) {
System.out.println("value is 0");
}
else {
System.out.println("value is not 0");
}
}
}Реализация ASM-кодирования
public class HelloWorldGenerateCore {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String relative_path = "sample/HelloWorld.class";
String filepath = FileUtils.getFilePath(relative_path);
// (1) 生成byte[]内容
byte[] bytes = dump();
// (2) 保存byte[]到文件
FileUtils.writeBytes(filepath, bytes);
}
public static byte[] dump() throws Exception {
// (1) 创建ClassWriter对象
ClassWriter cw = new ClassWriter(ClassWriter.COMPUTE_FRAMES);
// (2) 调用visitXxx()方法
cw.visit(V1_8, ACC_PUBLIC + ACC_SUPER, "sample/HelloWorld",
null, "java/lang/Object", null);
{
MethodVisitor mv1 = cw.visitMethod(ACC_PUBLIC, "<init>", "()V", null, null);
mv1.visitCode();
mv1.visitVarInsn(ALOAD, 0);
mv1.visitMethodInsn(INVOKESPECIAL, "java/lang/Object", "<init>", "()V", false);
mv1.visitInsn(RETURN);
mv1.visitMaxs(0, 0);
mv1.visitEnd();
}
{
MethodVisitor mv2 = cw.visitMethod(ACC_PUBLIC, "test", "(I)V", null, null);
Label elseLabel = new Label();
Label returnLabel = new Label();
// 第1段
mv2.visitCode();
mv2.visitVarInsn(ILOAD, 1);
mv2.visitJumpInsn(IFNE, elseLabel);
mv2.visitFieldInsn(GETSTATIC, "java/lang/System", "out", "Ljava/io/PrintStream;");
mv2.visitLdcInsn("value is 0");
mv2.visitMethodInsn(INVOKEVIRTUAL, "java/io/PrintStream", "println", "(Ljava/lang/String;)V", false);
mv2.visitJumpInsn(GOTO, returnLabel);
// 第2段
mv2.visitLabel(elseLabel);
mv2.visitFieldInsn(GETSTATIC, "java/lang/System", "out", "Ljava/io/PrintStream;");
mv2.visitLdcInsn("value is not 0");
mv2.visitMethodInsn(INVOKEVIRTUAL, "java/io/PrintStream", "println", "(Ljava/lang/String;)V", false);
// 第3段
mv2.visitLabel(returnLabel);
mv2.visitInsn(RETURN);
mv2.visitMaxs(0, 0);
mv2.visitEnd();
}
cw.visitEnd();
// (3) 调用toByteArray()方法
return cw.toByteArray();
}
}Результаты проверки
public class HelloWorldRun {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Class<?> clazz = Class.forName("sample.HelloWorld");
Object obj = clazz.newInstance();
Method method = clazz.getDeclaredMethod("test", int.class);
method.invoke(obj, 0);
method.invoke(obj, 1);
}
}2. оператор переключения
public class HelloWorld {
public void test(int val) {
switch (val) {
case 1:
System.out.println("val = 1");
break;
case 2:
System.out.println("val = 2");
break;
case 3:
System.out.println("val = 3");
break;
case 4:
System.out.println("val = 4");
break;
default:
System.out.println("val is unknown");
}
}
}Реализация ASM-кодирования
public class HelloWorldGenerateCore {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String relative_path = "sample/HelloWorld.class";
String filepath = FileUtils.getFilePath(relative_path);
// (1) 生成byte[]内容
byte[] bytes = dump();
// (2) 保存byte[]到文件
FileUtils.writeBytes(filepath, bytes);
}
public static byte[] dump() throws Exception {
// (1) 创建ClassWriter对象
ClassWriter cw = new ClassWriter(ClassWriter.COMPUTE_FRAMES);
// (2) 调用visitXxx()方法
cw.visit(V1_8, ACC_PUBLIC + ACC_SUPER, "sample/HelloWorld",
null, "java/lang/Object", null);
{
MethodVisitor mv1 = cw.visitMethod(ACC_PUBLIC, "<init>", "()V", null, null);
mv1.visitCode();
mv1.visitVarInsn(ALOAD, 0);
mv1.visitMethodInsn(INVOKESPECIAL, "java/lang/Object", "<init>", "()V", false);
mv1.visitInsn(RETURN);
mv1.visitMaxs(0, 0);
mv1.visitEnd();
}
{
MethodVisitor mv2 = cw.visitMethod(ACC_PUBLIC, "test", "(I)V", null, null);
Label caseLabel1 = new Label();
Label caseLabel2 = new Label();
Label caseLabel3 = new Label();
Label caseLabel4 = new Label();
Label defaultLabel = new Label();
Label returnLabel = new Label();
// 第1段
mv2.visitCode();
mv2.visitVarInsn(ILOAD, 1);
mv2.visitTableSwitchInsn(1, 4, defaultLabel, new Label[]{caseLabel1, caseLabel2, caseLabel3, caseLabel4});
// 第2段
mv2.visitLabel(caseLabel1);
mv2.visitFieldInsn(GETSTATIC, "java/lang/System", "out", "Ljava/io/PrintStream;");
mv2.visitLdcInsn("val = 1");
mv2.visitMethodInsn(INVOKEVIRTUAL, "java/io/PrintStream", "println", "(Ljava/lang/String;)V", false);
mv2.visitJumpInsn(GOTO, returnLabel);
// 第3段
mv2.visitLabel(caseLabel2);
mv2.visitFieldInsn(GETSTATIC, "java/lang/System", "out", "Ljava/io/PrintStream;");
mv2.visitLdcInsn("val = 2");
mv2.visitMethodInsn(INVOKEVIRTUAL, "java/io/PrintStream", "println", "(Ljava/lang/String;)V", false);
mv2.visitJumpInsn(GOTO, returnLabel);
// 第4段
mv2.visitLabel(caseLabel3);
mv2.visitFieldInsn(GETSTATIC, "java/lang/System", "out", "Ljava/io/PrintStream;");
mv2.visitLdcInsn("val = 3");
mv2.visitMethodInsn(INVOKEVIRTUAL, "java/io/PrintStream", "println", "(Ljava/lang/String;)V", false);
mv2.visitJumpInsn(GOTO, returnLabel);
// 第5段
mv2.visitLabel(caseLabel4);
mv2.visitFieldInsn(GETSTATIC, "java/lang/System", "out", "Ljava/io/PrintStream;");
mv2.visitLdcInsn("val = 4");
mv2.visitMethodInsn(INVOKEVIRTUAL, "java/io/PrintStream", "println", "(Ljava/lang/String;)V", false);
mv2.visitJumpInsn(GOTO, returnLabel);
// 第6段
mv2.visitLabel(defaultLabel);
mv2.visitFieldInsn(GETSTATIC, "java/lang/System", "out", "Ljava/io/PrintStream;");
mv2.visitLdcInsn("val is unknown");
mv2.visitMethodInsn(INVOKEVIRTUAL, "java/io/PrintStream", "println", "(Ljava/lang/String;)V", false);
// 第7段
mv2.visitLabel(returnLabel);
mv2.visitInsn(RETURN);
mv2.visitMaxs(0, 0);
mv2.visitEnd();
}
cw.visitEnd();
// (3) 调用toByteArray()方法
return cw.toByteArray();
}
}Результаты проверки
import java.lang.reflect.Method;
public class HelloWorldRun {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Class<?> clazz = Class.forName("sample.HelloWorld");
Object obj = clazz.newInstance();
Method method = clazz.getDeclaredMethod("test", int.class);
for (int i = 1; i < 6; i++) {
method.invoke(obj, i);
}
}
}3. для заявления
public class HelloWorld {
public void test() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(i);
}
}
}Реализация ASM-кодирования
import org.objectweb.asm.*;
import static org.objectweb.asm.Opcodes.*;
public class HelloWorldGenerateCore {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String relative_path = "sample/HelloWorld.class";
String filepath = FileUtils.getFilePath(relative_path);
// (1) 生成byte[]内容
byte[] bytes = dump();
// (2) 保存byte[]到文件
FileUtils.writeBytes(filepath, bytes);
}
public static byte[] dump() throws Exception {
// (1) 创建ClassWriter对象
ClassWriter cw = new ClassWriter(ClassWriter.COMPUTE_FRAMES);
// (2) 调用visitXxx()方法
cw.visit(V1_8, ACC_PUBLIC + ACC_SUPER, "sample/HelloWorld",
null, "java/lang/Object", null);
{
MethodVisitor mv1 = cw.visitMethod(ACC_PUBLIC, "<init>", "()V", null, null);
mv1.visitCode();
mv1.visitVarInsn(ALOAD, 0);
mv1.visitMethodInsn(INVOKESPECIAL, "java/lang/Object", "<init>", "()V", false);
mv1.visitInsn(RETURN);
mv1.visitMaxs(0, 0);
mv1.visitEnd();
}
{
MethodVisitor methodVisitor = cw.visitMethod(ACC_PUBLIC, "test", "()V", null, null);
Label conditionLabel = new Label();
Label returnLabel = new Label();
// 第1段
methodVisitor.visitCode();
methodVisitor.visitInsn(ICONST_0);
methodVisitor.visitVarInsn(ISTORE, 1);
// 第2段
methodVisitor.visitLabel(conditionLabel);
methodVisitor.visitVarInsn(ILOAD, 1);
methodVisitor.visitIntInsn(BIPUSH, 10);
methodVisitor.visitJumpInsn(IF_ICMPGE, returnLabel);
methodVisitor.visitFieldInsn(GETSTATIC, "java/lang/System", "out", "Ljava/io/PrintStream;");
methodVisitor.visitVarInsn(ILOAD, 1);
methodVisitor.visitMethodInsn(INVOKEVIRTUAL, "java/io/PrintStream", "println", "(I)V", false);
methodVisitor.visitIincInsn(1, 1);
methodVisitor.visitJumpInsn(GOTO, conditionLabel);
// 第3段
methodVisitor.visitLabel(returnLabel);
methodVisitor.visitInsn(RETURN);
methodVisitor.visitMaxs(0, 0);
methodVisitor.visitEnd();
}
cw.visitEnd();
// (3) 调用toByteArray()方法
return cw.toByteArray();
}
}Результаты проверки
public class HelloWorldRun {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Class<?> clazz = Class.forName("sample.HelloWorld");
Object obj = clazz.newInstance();
Method method = clazz.getDeclaredMethod("test");
method.invoke(obj);
}
}4. оператор try-catch
public class HelloWorld {
public void test() {
try {
System.out.println("Before Sleep");
Thread.sleep(1000);
System.out.println("After Sleep");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}Реализация ASM-кодирования
public class HelloWorldGenerateCore {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String relative_path = "sample/HelloWorld.class";
String filepath = FileUtils.getFilePath(relative_path);
// (1) 生成byte[]内容
byte[] bytes = dump();
// (2) 保存byte[]到文件
FileUtils.writeBytes(filepath, bytes);
}
public static byte[] dump() throws Exception {
// (1) 创建ClassWriter对象
ClassWriter cw = new ClassWriter(ClassWriter.COMPUTE_FRAMES);
// (2) 调用visitXxx()方法
cw.visit(V1_8, ACC_PUBLIC + ACC_SUPER, "sample/HelloWorld",
null, "java/lang/Object", null);
{
MethodVisitor mv1 = cw.visitMethod(ACC_PUBLIC, "<init>", "()V", null, null);
mv1.visitCode();
mv1.visitVarInsn(ALOAD, 0);
mv1.visitMethodInsn(INVOKESPECIAL, "java/lang/Object", "<init>", "()V", false);
mv1.visitInsn(RETURN);
mv1.visitMaxs(0, 0);
mv1.visitEnd();
}
{
MethodVisitor mv2 = cw.visitMethod(ACC_PUBLIC, "test", "()V", null, null);
Label startLabel = new Label();
Label endLabel = new Label();
Label exceptionHandlerLabel = new Label();
Label returnLabel = new Label();
// 第1段
mv2.visitCode();
// visitTryCatchBlock可以在这里访问
mv2.visitTryCatchBlock(startLabel, endLabel, exceptionHandlerLabel, "java/lang/InterruptedException");
// 第2段
mv2.visitLabel(startLabel);
mv2.visitFieldInsn(GETSTATIC, "java/lang/System", "out", "Ljava/io/PrintStream;");
mv2.visitLdcInsn("Before Sleep");
mv2.visitMethodInsn(INVOKEVIRTUAL, "java/io/PrintStream", "println", "(Ljava/lang/String;)V", false);
mv2.visitLdcInsn(new Long(1000L));
mv2.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "java/lang/Thread", "sleep", "(J)V", false);
mv2.visitFieldInsn(GETSTATIC, "java/lang/System", "out", "Ljava/io/PrintStream;");
mv2.visitLdcInsn("After Sleep");
mv2.visitMethodInsn(INVOKEVIRTUAL, "java/io/PrintStream", "println", "(Ljava/lang/String;)V", false);
// 第3段
mv2.visitLabel(endLabel);
mv2.visitJumpInsn(GOTO, returnLabel);
// 第4段
mv2.visitLabel(exceptionHandlerLabel);
mv2.visitVarInsn(ASTORE, 1);
mv2.visitVarInsn(ALOAD, 1);
mv2.visitMethodInsn(INVOKEVIRTUAL, "java/lang/InterruptedException", "printStackTrace", "()V", false);
// 第5段
mv2.visitLabel(returnLabel);
mv2.visitInsn(RETURN);
// 第6段
// visitTryCatchBlock也可以在这里访问
// mv2.visitTryCatchBlock(startLabel, endLabel, exceptionHandlerLabel, "java/lang/InterruptedException");
mv2.visitMaxs(0, 0);
mv2.visitEnd();
}
cw.visitEnd();
// (3) 调用toByteArray()方法
return cw.toByteArray();
}
}Результаты проверки
public class HelloWorldRun {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Class<?> clazz = Class.forName("sample.HelloWorld");
Object obj = clazz.newInstance();
Method method = clazz.getDeclaredMethod("test");
method.invoke(obj);
}
}5. Просмотрите ASM-код файла класса.
1.Печать
Когда мы хотим узнать ASM об определенном классе или не знаем, как реализовать функцию, которую хотим реализовать, мы можем использовать следующий класс для вывода и просмотра кода ASM.
public class ASMPrint {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// (1) 设置参数
String className = "sample.HelloWorld";
int parsingOptions = ClassReader.SKIP_FRAMES | ClassReader.SKIP_DEBUG;
boolean asmCode = true;
// (2) 打印结果
Printer printer = asmCode ? new ASMifier() : new Textifier();
PrintWriter printWriter = new PrintWriter(System.out, true);
TraceClassVisitor traceClassVisitor = new TraceClassVisitor(null, printer, printWriter);
new ClassReader(className).accept(traceClassVisitor, parsingOptions);
}
}В качестве значения className установлено полное имя класса, который может быть классом, который мы написали сами, например sample.HelloWorld, или классом, входящим в состав JDK, например java.lang.Comparable.
Значение asmCode имеет значение true или false. Если оно истинно, можно распечатать соответствующий код ASM; если ложно, можно распечатать инструкцию, соответствующую методу.
Для значения parsingOptions задается комбинация ClassReader.SKIP_CODE, ClassReader.SKIP_DEBUG, ClassReader.SKIP_FRAMES и ClassReader.EXPAND_FRAMES. Ему также можно присвоить значение 0, чтобы распечатать информацию с разными уровнями детализации.
2. Плагин
Если вы IDEA, вы можете установить ASM ByteCode Viewer, затем выбрать Java-файл, который хотите просмотреть, щелкнуть правой кнопкой мыши и выбрать, и вы увидите соответствующие ByteCode, ASMified и Groovified в ASPPlugin справа. Или плагин ASM Bytecode Outline (использованная мной версия IDEA от сообщества не дала такого эффекта)
6. ДеревоАпи
Разница между Core API и Tree API
- Преимущества Tree API: Простота использования: если человек раньше не сталкивался с Core API и Tree API, начать работу с Tree API будет проще. Функциональность: при реализации более сложных функций Tree API реализовать проще, чем Core API.
- Преимущества Core API: Эффективность выполнения: исходя из реализации той же функции, Core API имеет более высокую эффективность выполнения и занимает меньше времени, чем Tree API. Использование памяти: Core API занимает меньше места в памяти, чем Tree API.
- Первый момент заключается в том, что в ASM, будь то Core API или Tree API, могут выполняться операции генерации классов, преобразования классов и анализа классов.
- Второй момент заключается в том, что Core API и Tree API имеют свои преимущества. Tree API прост в использовании и упрощает реализацию сложных операций; Core API выполняется быстрее и занимает меньше места в памяти.
Статья удалена из-за нехватки места. Если вам интересно, свяжитесь с автором для связи.
7. Инструменты, использованные в этой статье.
1、FileUtils
public class FileUtils {
public static String getFilePath(String relativePath) {
String dir = FileUtils.class.getResource("/").getPath();
return dir + relativePath;
}
}8. Подумайте, что мы можем сделать с ASM в будущем?
1. Создание классов — создание классов на основе шаблонов (в сочетании со скаффолдингом для быстрого создания проектов и модулями ранних проектов для быстрого создания).
2. Измените класс — измените класс в соответствии с шаблоном (объедините конкретную структуру для изменения класса при компиляции исходного кода Java для создания файла байт-кода .class для достижения цели повышения эффективности системы и высвобождения рабочей силы для разработки. Это может объединяться с разработкой плагинов IDEA. Разрабатывать плагины, похожие на ломбок, или более мощные)
Microsoft запускает новое «приложение для Windows» Xiaomi официально объявляет, что Xiaomi Vela имеет полностью открытый исходный код, а базовое ядро — NuttX Vite 5. Официально выпущено Alibaba Cloud 11.12. Причина сбоя раскрыта: аномалия службы ключей доступа (Access Key). Отчет GitHub: TypeScript заменяет Java и становится третьим по популярности Чудесная операция языкового оператора: отключение сети в фоновом режиме, деактивация учетных записей широкополосного доступа, принуждение пользователей к смене оптических модемов ByteDance: использование ИИ для автоматической настройки параметров ядра Linux Microsoft с открытым исходным кодом Официальная версия Terminal Chat Spring Framework 6.1 GA. Бывший генеральный директор и президент OpenAI Сэм Альтман и Грег Брокман присоединяются к MicrosoftАвтор: JD Health Ма Ренси
Источник: Сообщество разработчиков JD Cloud. При перепечатке указывайте источник.
{{o.name}}
{{м.имя}}