java字节码框架ASM的深入学习
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一、什么是ASM ASM是一个java字节码操纵框架，它能被用来动态生成类或者增强既有类的功能。ASM 可以直接产生二进制 class 文件，也可以在类被加载入 Java 虚拟机之前动态改变类行为。Java class 被存储在严格格式定义的 .class文件里，这些类文件拥有足够的元数据来解析类中的所有元素：类名称、方法、属性以及 Java 字节码（指令）。ASM从类文件中读入信息后，能够改变类行为，分析类信息，甚至能够根据用户要求生成新类。 使用ASM框架需要导入asm的jar包，下载链接：asm-3.2.jar。 二、如何使用ASM ASM框架中的核心类有以下几个： ① ClassReader:该类用来解析编译过的class字节码文件。 ② ClassWriter:该类用来重新构建编译后的类，比如说修改类名、属性以及方法，甚至可以生成新的类的字节码文件。 ③ ClassAdapter:该类也实现了ClassVisitor接口，它将对它的方法调用委托给另一个ClassVisitor对象。 示例1.通过asm生成类的字节码
package com.asm3;
import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import org.objectweb.asm.ClassWriter;
import org.objectweb.asm.Opcodes;
/**
* 通过asm生成类的字节码
* @author Administrator
*
*/
public class GeneratorClass {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//生成一个类只需要ClassWriter组件即可
ClassWriter cw = new ClassWriter(0);
//通过visit方法确定类的头部信息
cw.visit(Opcodes.V1_5,Opcodes.ACC_PUBLIC+Opcodes.ACC_ABSTRACT+Opcodes.ACC_INTERFACE,"com/asm3/Comparable",null,"java/lang/Object",new String[]{"com/asm3/Mesurable"});
//定义类的属性
cw.visitField(Opcodes.ACC_PUBLIC+Opcodes.ACC_FINAL+Opcodes.ACC_STATIC,"LESS","I",new Integer(-1)).visitEnd();
cw.visitField(Opcodes.ACC_PUBLIC+Opcodes.ACC_FINAL+Opcodes.ACC_STATIC,"EQUAL",new Integer(0)).visitEnd();
cw.visitField(Opcodes.ACC_PUBLIC+Opcodes.ACC_FINAL+Opcodes.ACC_STATIC,"GREATER",new Integer(1)).visitEnd();
//定义类的方法
cw.visitMethod(Opcodes.ACC_PUBLIC+Opcodes.ACC_ABSTRACT,"compareTo","(Ljava/lang/Object;)I",null).visitEnd();
cw.visitEnd(); //使cw类已经完成
//将cw转换成字节数组写到文件里面去
byte[] data = cw.toByteArray();
File file = new File("D://Comparable.class");
FileOutputStream fout = new FileOutputStream(file);
fout.write(data);
fout.close();
}
}
生成一个类的字节码文件只需要用到ClassWriter类即可，生成
public interface com.asm3.Comparable extends com.asm3.Mesurable {
public static final int LESS;
public static final int EQUAL;
public static final int GREATER;
public abstract int compareTo(java.lang.Object);
}
注：一个编译后的java类不包含package和import段，因此在class文件中所有的类型都使用的是全路径。 示例2.修改类的字节码文件 C.java
package com.asm5;
public class C {
public void m() throws InterruptedException{
Thread.sleep(100);
}
}
将C.java类的内容改为如下：
package com.asm5;
public class C {
public static long timer;
public void m() throws InterruptedException{
timer -= System.currentTimeMillis();
Thread.sleep(100);
timer += System.currentTimeMillis();
}
}
为了弄清楚ASM是如何实现的，我们先编译这两个类，然后比对它们的TraceClassVisitor的输出，我们可以发现如下的不同（粗体表示） GETSTATIC C.timer : J INVOKESTATIC java/lang/System.currentTimilis()J LSUB PUTSTATIC C.timer : J LDC 100 INVOKESTATIC java/lang/Thread.sleep(J)V GETSTATIC C.timer : J INVOKESTATIC java/lang/System.currentTimilis()J LADD PUTSTATIC C.timer : J RETURN MAXSTACK=4 MAXLOCALS=1 通过比对上面的指令，我们可以发现必须在m()方法的最前面增加四条指令，在RETURN指令前也增加四条指令，同时这四条必须位于xRETURN和ATHROW之前，因为这些指令都会结束方法的执行。 具体代码如下： AddTimeClassAdapter.java
package com.asm5;
import org.objectweb.asm.ClassAdapter;
import org.objectweb.asm.ClassVisitor;
import org.objectweb.asm.FieldVisitor;
import org.objectweb.asm.MethodAdapter;
import org.objectweb.asm.MethodVisitor;
import org.objectweb.asm.Opcodes;
public class AddTimeClassAdapter extends ClassAdapter {
private String owner;
private boolean isInterface;
public AddTimeClassAdapter(ClassVisitor cv) {
super(cv);
}
@Override
public void visit(int version,int access,String name,String signature,String superName,String[] interfaces) {
cv.visit(version,access,name,signature,superName,interfaces);
owner = name;
isInterface = (access & Opcodes.ACC_INTERFACE) != 0;
}
@Override
public MethodVisitor visitMethod(int access,String desc,String[] exceptions) {
MethodVisitor mv = cv.visitMethod(access,desc,exceptions);
if(!name.equals("<init>") && !isInterface && mv!=null){
//为方法添加计时功能
mv = new AddTimeMethodAdapter(mv);
}
return mv;
}
@Override
public void visitEnd() {
//添加字段
if(!isInterface){
FieldVisitor fv = cv.visitField(Opcodes.ACC_PUBLIC+Opcodes.ACC_STATIC,"timer","J",null);
if(fv!=null){
fv.visitEnd();
}
}
cv.visitEnd();
}
class AddTimeMethodAdapter extends MethodAdapter{
public AddTimeMethodAdapter(MethodVisitor mv) {
super(mv);
}
@Override
public void visitCode() {
mv.visitCode();
mv.visitFieldInsn(Opcodes.GETSTATIC,owner,"J");
mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKESTATIC,"java/lang/System","currentTimeMillis","()J");
mv.visitInsn(Opcodes.LSUB);
mv.visitFieldInsn(Opcodes.PUTSTATIC,"J");
}
@Override
public void visitInsn(int opcode) {
if((opcode>=Opcodes.IRETURN && opcode<=Opcodes.RETURN) || opcode==Opcodes.ATHROW){
mv.visitFieldInsn(Opcodes.GETSTATIC,"()J");
mv.visitInsn(Opcodes.LADD);
mv.visitFieldInsn(Opcodes.PUTSTATIC,"J");
}
mv.visitInsn(opcode);
}
@Override
public void visitMaxs(int maxStack,int maxLocal) {
mv.visitMaxs(maxStack+4,maxLocal);
}
}
}
Generator.java
package com.asm5;
import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import org.objectweb.asm.ClassAdapter;
import org.objectweb.asm.ClassReader;
import org.objectweb.asm.ClassWriter;
public class Generator {
public static void main(String[] args){
try {
ClassReader cr = new ClassReader("com/asm5/C");
ClassWriter cw = new ClassWriter(ClassWriter.COMPUTE_MAXS);
ClassAdapter classAdapter = new AddTimeClassAdapter(cw);
//使给定的访问者访问Java类的ClassReader
cr.accept(classAdapter,ClassReader.SKIP_DEBUG);
byte[] data = cw.toByteArray();
File file = new File(System.getProperty("user.dir") + "WebRootWEB-INFclassescomasm5C.class");
FileOutputStream fout = new FileOutputStream(file);
fout.write(data);
fout.close();
System.out.println("success!");
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
下面是一个测试类：
package com.asm5;
public class Test {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException,NoSuchFieldException,SecurityException,IllegalArgumentException,IllegalAccessException {
C c = new C();
c.m();
Class cc = c.getClass();
System.out.println(cc.getField("timer").get(c));
}
}
输出结果为：100 总结 以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，如果有疑问大家可以留言交流。 （编辑：李大同） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |