摘要：字節碼操作動態性的兩種常見實現方式字節碼操作反射運行時操作字節碼可以讓我們實現如下功能動態生成新的類動態改變某個類的結構添加刪除修改新的屬性方法優勢比反射開銷小性能高性能高于反射低于常見的字節碼操作類庫這是的項目的一部分是廣泛使用的一種框它

JAVA動態性的兩種常見實現方式

字節碼操作

反射

運行時操作字節碼可以讓我們實現如下功能

動態生成新的類

動態改變某個類的結構(添加/刪除/修改 新的屬性/方法)

優勢

比反射開銷小,性能高

JAVAasist性能高于反射,低于asm

BCEL

Byte Code Engineering Library (BCEL), 這是Apache Software Foundation 的 Jakarta 項目的一部分.BCEL是Java classworking廣泛使用的一種框,它可以讓您深入JVM匯編語言進行類操作的細節.BCEL與Javassist有不同的處理字節碼方法,BCEL在實際的JVM指令層次上進行操作(BCEI擁有豐富的JVM指令級支持)而Javassist所強調的是源代碼級別的工作

ASM

是一個輕量級ava字節碼操作框架,直接涉及量到VM底層的操作和指令

CGLIB(Code Generation Library)

是一個強大的,高性能,高質量的Code生成類庫,基于ASM實現

Javassist

是一個開源的分析、編輯和創建Jaw字節碼的類庫.性能較ASM差,跟cglib差不多,但是使用簡單.很多開源框架都在使用它

主頁:http://jboss-javassist.github...

Javassist(Java Programming Assistant)makes java bytecode manipulation simple.

It is a class library for editing bytecodes in Java;it enables Java programs to define a new class at runtime and to modify a class file when the JVM loads it.

Unlike other similar bytecode editors,Javassist provides two levels of API:source level and bytecode level.

If the users use the source-level API,they can edit a class file without knowledge of the specifications of the Java bytecode.The whole API is designed with only the vocabulary of the java language.You can even specify inserted bytecode-level API allows the users to directly edit a class file as other editors.

Aspect Oriented Programming(AOP面向切面編程):Javassist can be a good tool for adding new methods into a class and for inserting before/after/around advice at the both caller and callee sides.

Reflection:Ones of applications of Javassist is runtime reflection;Javassist enables Java programs to use a metaobject that controls method calls on base-level objects.No specialized complier or virtual machine are needed.

javaassist的最外層的API和JAVA的反射包中的API頗為類似

它主要由CtClass,CtMethod,以及CtField幾個類組成.用以執行和JDK反射API中java.lang.Class,java.lang.reflect.Method,java.lang.reflect.Method.Field相同的操作(Ct為Complie Time)

創建一個全新的類

使用XJAD反編譯工具,將生成的class文件反編譯成JAVA文件

使用前先導入javassist的jar包
Demo:

/**
 * 使用javassist生成一個新的類
 * @author Matrix42
 *
 */
public class Demo01 {

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        
        ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
        CtClass cc = pool.makeClass("com.lorinda.bean.Emp");
        
        //創建屬性
        CtField f1 = CtField.make("private int empno;", cc);
        CtField f2 = CtField.make("private String ename;", cc);
        cc.addField(f1);
        cc.addField(f2);
        
        //創建方法
        CtMethod m1 = CtMethod.make("public int getEmpno(){return empno;}", cc);
        CtMethod m2 = CtMethod.make("public void setEmpno(int empno){this.empno = empno;}", cc);
        cc.addMethod(m1);
        cc.addMethod(m2);
        CtMethod m3 = CtMethod.make("public String getEname(){return ename;}", cc);
        CtMethod m4 = CtMethod.make("public void setEname(String empno){this.ename = ename;}", cc);
        cc.addMethod(m3);
        cc.addMethod(m4);
        
        //添加構造器
        CtConstructor constructor = new CtConstructor(new CtClass[]{CtClass.intType,pool.get("java.lang.String")}, cc);
        constructor.setBody("{this.empno=$1;this.ename=$2;}");
        cc.addConstructor(constructor);
        
        //將上面構造好的類寫入到d:/myjava
        cc.writeFile("d:/myjava");
        System.out.println("生成類,成功!");
        
    }

}

創建完成后使用XJAD反編譯就可以看到源碼了

反編譯源碼:

package com.lorinda.bean;

public class Emp
{
    private int empno;
    private String ename;

    public int getEmpno()
    {
        return empno;
    }

    public void setEmpno(int i)
    {
        empno = i;
    }

    public String getEname()
    {
        return ename;
    }

    public void setEname(String s)
    {
        ename = ename;
    }

    public Emp(int i, String s)
    {
        empno = i;
        ename = s;
    }
}

方法操作

修改已有方法的方法體(插入代碼到已有方法體)

新增方法

刪除方法

?

屬性操作

修改已有方法的方法體(插入代碼到已有方法體)

新增方法

刪除方法

Demo:

import java.awt.color.CMMException;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Arrays;

public class Demo02 {

    public static void test01() throws Exception{
        ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
        CtClass cc = pool.get("javassist.Emp");
        
        byte[] bytes = cc.toBytecode();
        System.out.println(Arrays.toString(bytes));
        
        System.out.println(cc.getName());       //獲得類名
        System.out.println(cc.getSimpleName()); //獲得簡要類名
        System.out.println(cc.getSuperclass()); //獲得父類
        System.out.println(cc.getInterfaces()); //獲得接口
    }
    
    public static void test02()throws Exception{
        ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
        CtClass cc = pool.get("javassist.Emp");
        
        //CtMethod m = CtMethod.make("public int add(int a,int b){return a+b;}", cc);
        CtMethod m = new CtMethod(CtClass.intType,"add",
                new CtClass[]{CtClass.intType,CtClass.intType},cc);
        m.setModifiers(Modifier.PUBLIC);
        m.setBody("{System.out.println("Ha Ha");return $1+$2;}");
        
        cc.addMethod(m);
        
        //通過反射調用新生產的方法
        Class clazz = cc.toClass();
        Object obj = clazz.newInstance();
        Method method = clazz.getDeclaredMethod("add", int.class,int.class);
        Object result = method.invoke(obj, 200,300);
        System.out.println(result);
    }
    
    public static void test03()throws Exception{
        
        ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
        CtClass cc = pool.get("javassist.Emp");
        
        CtMethod cm = cc.getDeclaredMethod("sayHello", new CtClass[]{CtClass.intType});
        cm.insertBefore("System.out.println($1);");
        
        Class clazz = cc.toClass();
        Object obj = clazz.newInstance();
        Method method = clazz.getDeclaredMethod("sayHello", int.class);
        method.invoke(obj, 90);
        
    }
    
    public static void test04() throws Exception{
        
        ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
        CtClass cc = pool.get("javassist.Emp");
        
        //CtField f1 = CtField.make("private int empno", cc);
        CtField f1 = new CtField(CtClass.intType,"salary",cc);
        f1.setModifiers(Modifier.PRIVATE);
        cc.addField(f1,"1000");//1000位默認值
        
       // cc.getDeclaredField("ename"); //獲取指定屬性
        
        cc.addMethod(CtNewMethod.getter("salary",f1));
        cc.addMethod(CtNewMethod.setter("salary", f1));
    }
    
    public static void test05()throws Exception{
        ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
        CtClass cc = pool.get("javassist.Emp");
        
        CtConstructor[] cs = cc.getConstructors();
        for (CtConstructor ctConstructor : cs) {
            System.out.println(ctConstructor.getLongName());
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //test01();
        //test02();
       // test03();
       // test04();
        test05();

    }

}

構造方法操作

getConstructors()

注解操作

代碼片段:

public @interface Author {
String name();
int year();
}

@Author(name="Chiba",year=2005)
public class Point{
    int x,y;
}

CtClass cc = ClassPool.getDefault.get("Point");
Object[] all = cc.getAnnotations();
Author a = (Author)all[0];
String name = a.name();
int year = a.year();
System.out.println("name:"+name+",year:"+year);

當調用了writeFile(),toClass(),toBytecode(),Javassist會把那個CtClass對象凍結,如果想使用凍結的對象可以調用.defrose()方法

局限性

JDK5.0新語法不支持(包括泛型,枚舉),不支持注解修改,單可以的通過底層javasist類來解決,具體參考:javassist.bytecode.annotation

不支持數組的初始化,如String[]{"1","2"},除非只有數組容量為1

不支持內部類盒匿名類

不支持continue盒break表達式

對于繼承關系,有些語法不支持,如:

class A{}

class B extends A{}

class C extends B{}