学习动态代理前先看看-ASM

小灰灰 2022-11-21 09:43 189阅读 0赞

> **关键词：**ASM    字节码

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在[《学习动态代理前先看看-class字节码》][-class]中提到，我们是直接可以面向.class文件进行编码的，但是编写一个字节码内容是十分复杂的，好在有框架提供了功能。比如：ASM。ASM是一个通用的Java字节码操作和分析框架。它可用于修改现有的类或直接以二进制形式动态生成类。（关于ASM详细内容，请戳[ASM官网][ASM]）

ASM提供了两种API用来生成或者修改已经编译好的类，core API 和 tree API。其中core API是基于事件的（event based），tree API是基于对象的（object based ）。

在基于事件的模型中，一个类用一个事件序列所表示，序列中的一个事件表示类的一个元素，比如头信息，一个属性、一个方法声明以及指令等。在基于对象的模型中，一个类用一个对象树表示，每个对象表示类的一部分，比如类本身，一个属性，一个方法等。比较两种模型来说，基于事件的模型速度更快，占用内存更少，但是使用起来比较困难。而基于对象的模型使用起来相对简单一些。

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# **█** core API #

主要是三个类：ClassVisitor、ClassReader、ClassWriter。

**ClassVisitor**：抽象类，ClassVisitor类将它接收到的所有方法调用委托给另一个ClassVisitor实例。它可以被看作是一个事件过滤器。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl81MDUxODI3MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

**ClassReader**：负责解析一个已经编译好的类。可以看做是一个事件生成者。其中的accept方法接收一个ClassVisitor，用于调用ClassVisitor的方法。

**ClassWriter**：继承了ClassVisitor，可以直接以二进制形式构建已编译的类。可以看做是一个事件消费者。通过方法toByteArray将编译好的类输出为字节数组。

**ClassReader结合ClassVisitor的使用：**

①引入Maven依赖

②编写一个类继承ClassVisitor，并重写所有方法：

import org.objectweb.asm.*;
    
    public class MyClassVisitor extends ClassVisitor {
    
        public MyClassVisitor() {
            super(589824);
        }
    
        @Override
        public void visit(int version, int access, String name, String signature, String superName, String[] interfaces) {
            System.out.println("visit version="+version+" access="+access+" name="+name+" signature="+signature+" superName"+superName+" interfaces="+interfaces);
        }
    
        @Override
        public void visitSource(String source, String debug) {
            System.out.println("visitSource source="+source+" debug="+debug);
        }
    
        @Override
        public ModuleVisitor visitModule(String name, int access, String version) {
            System.out.println("visitModule name="+name+" access="+access+" version="+version);
            return null;
        }
    
        @Override
        public void visitNestHost(String nestHost) {
            System.out.println("visitNestHost nestHost="+nestHost);
        }
    
        @Override
        public void visitOuterClass(String owner, String name, String descriptor) {
            System.out.println("visitOuterClass owner="+owner+" name="+name+" descriptor="+descriptor);
        }
    
        @Override
        public AnnotationVisitor visitAnnotation(String descriptor, boolean visible) {
            System.out.println("visitAnnotation descriptor="+descriptor+" visible="+visible);
            return null;
        }
    
        @Override
        public AnnotationVisitor visitTypeAnnotation(int typeRef, TypePath typePath, String descriptor, boolean visible) {
            System.out.println("visitTypeAnnotation typeRef="+typeRef+" descriptor="+descriptor+" visible="+visible);
            return null;
        }
    
        @Override
        public void visitAttribute(Attribute attribute) {
            System.out.println("visitAttribute "+attribute.type);
        }
    
        @Override
        public void visitNestMember(String nestMember) {
            System.out.println("visitNestMember "+nestMember);
        }
    
        @Override
        public void visitPermittedSubclass(String permittedSubclass) {
            System.out.println("visitPermittedSubclass "+permittedSubclass);
        }
    
        @Override
        public void visitInnerClass(String name, String outerName, String innerName, int access) {
            System.out.println("visitInnerClass name="+name+" outerName="+outerName+" innerName="+innerName+" access="+access);
        }
    
        @Override
        public RecordComponentVisitor visitRecordComponent(String name, String descriptor, String signature) {
            System.out.println("visitRecordComponent name="+name+" descriptor="+descriptor+" signature="+signature);
            return null;
        }
    
        @Override
        public FieldVisitor visitField(int access, String name, String descriptor, String signature, Object value) {
            System.out.println("visitField access="+access+" name="+name+" descriptor="+descriptor+" signature="+signature+" value="+value);
            return null;
        }
    
        @Override
        public MethodVisitor visitMethod(int access, String name, String descriptor, String signature, String[] exceptions) {
            System.out.println("visitMethod access="+access+" name="+name+" descriptor="+descriptor+" signature="+signature+" exceptions="+exceptions);
            return null;
        }
    
        @Override
        public void visitEnd() {
            System.out.println("visitEnd");
        }
    }

③编写两个类，Dog和Animal

package read;
    
    public class Dog extends Animal{
    
        private String name;
    
        public void say() {
            System.out.println("a dog");
        }
    
        public String getName() {
            return name;
        }
    
        private void setName() {
            name = "大黄";
        }
    
    }

package read;
    
    public class Animal {
    }

④运行代码

public static void main(String[] args) {
    
        try {
            MyClassVisitor myClassVisitor = new MyClassVisitor();
            // 此处传参ArrayList的全限定名，构造方法内部会调用ClassLoader.getSystemResourceAsStream加载类信息
            ClassReader classReader = new ClassReader("read.Dog");
            classReader.accept(myClassVisitor, 0);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    
    }

⑤查看控制台输出结果

visit version=52 access=33 name=read/Dog signature=null superNameread/Animal interfaces=[Ljava.lang.String;@61baa894
    visitSource source=Dog.java debug=null
    visitField access=2 name=name descriptor=Ljava/lang/String; signature=null value=null
    visitMethod access=1 name=<init> descriptor=()V signature=null exceptions=null
    visitMethod access=1 name=say descriptor=()V signature=null exceptions=null
    visitMethod access=1 name=getName descriptor=()Ljava/lang/String; signature=null exceptions=null
    visitMethod access=2 name=setName descriptor=()V signature=null exceptions=null
    visitEnd

从输出的内容可以发现，字节码也是有语法的，在java源码的语法与字节码的语法有一套对应的关系。比如：void 对应 ()V，Ljava/lang/String;对应String。

**ClassWriter结合ClassVisitor的使用：**

①通过ClassWriter生成一个上面的Dog类。可结合上面的控制台输出的内容传入相关参数：

public static void main(String[] args) throws Exception{
        ClassWriter classWriter = new ClassWriter(0);
        // 写 public class read.Dog extends read.Animal
        classWriter.visit(52,33, "read/Dog", null, "read/Animal", null);
        // 写属性 name
        classWriter.visitField(2, "name", "Ljava/lang/String", null, null);
        // 依次写方法
        // 构造方法
        classWriter.visitMethod(1, "<init>", "()V", null ,null);
        // say方法
        classWriter.visitMethod(1, "say", "()V", null ,null);
        // getName方法
        classWriter.visitMethod(1, "getName", "()Ljava/lang/String;", null ,null);
        // setName方法
        classWriter.visitMethod(2, "setName", "()V", null ,null);
        classWriter.visitEnd();
        // 获取字节码
        byte[] bytes = classWriter.toByteArray();
        // 将内容写到本地文件中
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("D:\\Dog.class");
        fos.write(bytes);
    
    }

②用IDEA打开Dog.class

package read;
    
    import Ljava.lang.String;
    
    public class Dog extends Animal {
        private String name;
    
        public Dog() {
        }
    
        public void say() {
        }
    
        public java.lang.String getName() {
        }
    
        private void setName() {
        }
    }

Dog类的内容写的有问题，由于没有深入学习core api的使用，暂时只能到这个程度了。从使用的过程发现，确实难用。

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# **█ tree** API #

tree API的核心是ClassNode，对应Class。ClassNode继承了ClassVisitor，可以使用ClassVisitor中的方法和功能。有ClassNode，自然也会有FieldNode对应类中的属性，MethodNode对应类中的方法等等。使用tree API编程更有面向对象的感觉。

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[-class]: https://blog.csdn.net/weixin_50518271/article/details/109369031
[ASM]: https://asm.ow2.io/
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl81MDUxODI3MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221120/f5d6cb0c49ae44c6afa919a586dd277f.png
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