io java 字符 字节 java操作字节码

文章目录

• 字节码操作介绍
• 常见的字节码操作类库

• 1. BCEL
• 2. ASM
• 3. CGLIB(Code Generation Library)
• 4. Javassist（重点）

• 代码演示：
• API使用演示

字节码操作介绍

• JAVA动态性的两种常见实现方式:

1. 字节码操作
2. 反射

• 运行时操作字节码可以让我们实现如下功能:

1. 动态生成新的类
2. 动态改变某个类的结构(添加/删除/修改新的属性/方法)

• 优势:
    比反射开销小,性能高（JAVAasist性能高于反射,低于ASM）

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常见的字节码操作类库

1. BCEL

• Byte Code Engineering Library (BCEL) ,这是Apache Software Foundation的Jakarta项目的一部分。
• BCEL是Java classworking广泛使用的一种框架，它可以让你深入JVM汇编语言进行类操作的细节。
• BCEL与Javassist有不同的处理字节码方法, BCEL在实际的JVM指令层次上进行操作(BCEL拥有丰富的JVM指令级支持)而Javassist所强调的是源代码级别的工作。

2. ASM

• 是一个轻量级java字节码操作框架 ，直接涉及 到JVM底层的操作和指令

3. CGLIB(Code Generation Library)

• 是一个强大的 ,高性能,高质量的Code生成类库,基于ASM实现。

4. Javassist（重点）

• 是一个开源的分析、 编辑和创建Java字节码的类库。性能较ASM差,跟cglib差不多,但是使用简单。
  很多开源框架都在使用它。
• 主页:
  http://www.javassist.org/

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代码演示：

import javassist.CannotCompileException;
import javassist.ClassPool;
import javassist.CtClass;
import javassist.CtConstructor;
import javassist.CtField;
import javassist.CtMethod;

/*
 * 测试使用javassist生成一个新的类
 */
public class Demo01 {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		//获得类池
		ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
		CtClass cc = pool.makeClass("testJavassist.Emp");
		
		//创建属性
		CtField f1 = CtField.make("private int empno;", cc);
		CtField f2 = CtField.make("private String ename", cc);
		cc.addField(f1);
		cc.addField(f2);
		
		//创建方法
		CtMethod m1 = CtMethod.make("public int getEmpno(){return empno;}", cc);
		CtMethod m2 = CtMethod.make("public void setEmpnp(int empno){this.empno=empno;}", cc);
		cc.addMethod(m1);
		cc.addMethod(m2);
		
		//添加构造器
		CtConstructor constructor = new CtConstructor(new CtClass[]{CtClass.intType, pool.get("java.lang.String")}, cc);
		constructor.setBody("{this.empno=empno; this.ename=ename;}");
		
		cc.writeFile("c:/myjava");  //将上面构造好的类写入到c:/myjava中
		System.out.println("生成类成功！");
	}
}

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API使用演示

import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Modifier;
import java.util.Arrays;

import javassist.ClassPool;
import javassist.CtClass;
import javassist.CtConstructor;
import javassist.CtField;
import javassist.CtMethod;
import javassist.CtNewMethod;
import javassist.NotFoundException;

/*
 * 测试Javassist的API
 */
public class Demo02 {
	/*
	 * 处理类的基本用法
	 */
	public static void test01() throws Exception {
		ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
		CtClass cc = pool.get("testJavassist.Emp"); //获得已有的类
		
		byte[] bytes = cc.toBytecode();
		System.out.println(Arrays.toString(bytes));
		
		System.out.println(cc.getName());  //获得类名
		System.out.println(cc.getSimpleName());  //获得简单类名
		System.out.println(cc.getSuperclass());  //获得父类
		System.out.println(cc.getInterfaces());  //获得接口
	}
	
	/*
	 * 测试产生新的方法
	 */
	public static void test02() throws Exception{
		 ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
		 CtClass cc = pool.get("testJavassist.Emp");
		 
//		 CtMethod m = CtNewMethod.make("public int add(int a, int b){return a+b;}", cc);
		 
		 //创建方法的另一种方式，参数分别表示：返回值类型，方法名，参数列表
		 CtMethod m = new CtMethod(CtClass.intType, "add",
				 new CtClass[]{CtClass.intType,CtClass.intType},cc);
		 m.setModifiers(Modifier.PUBLIC);  //设置访问属性
		 //为了区分参数对应的位置，使用$1表示第一个参数，$2表示第二个参数， $0表示this
		 m.setBody("{System.out.println(\"成功使用add方法\"); return $1+$2;}");		//写方法体
		 
		 cc.addMethod(m);   //添加新设置的方法
		 
		 //通过反射调用新生成的方法
		 Class clazz = cc.toClass();
		 Object obj = clazz.newInstance();  //通过调用Emp无参构造器，创建新的Emp对象
		 Method method = clazz.getDeclaredMethod("add", int.class, int.class); //获得add方法
		 Object result = method.invoke(obj, 200, 300);  //执行obj对象中的add方法
		 System.out.println(result);
		 
	}
	
	/*
	 * 对已有的方法进行修改
	 */
	public static void test03() throws Exception{
		ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
		CtClass cc = pool.get("testJavassist.Emp");
		
		//获得已有的方法，参数为：方法名，参数列表
		CtMethod cm = cc.getDeclaredMethod("sayHello", new CtClass[]{CtClass.intType});
		//在方法体的前面添加代码
		cm.insertBefore("System.out.println($1);System.out.println(\"start!!!\");");
		//在某一行添加代码  第一个参数表示行数，第二个表示代码，注意：这里的行数不是方法体中的行数，而是文本标记的那个行数
		cm.insertAt(9, "System.out.println(\"min\")");
		//在方法体的后面添加代码
		cm.insertAfter("System.out.println(\"end!!!\")");
		
		//通过反射调用修改后的方法
		 Class clazz = cc.toClass();
		 Object obj = clazz.newInstance();  //通过调用Emp无参构造器，创建新的Emp对象
		 Method method = clazz.getDeclaredMethod("sayHello", int.class); //获得sayHello方法
		 method.invoke(obj, 300);  //执行obj对象中的SayHello方法
	}
	
	/*
	 * 修改属性
	 */
	public static void test04() throws Exception{
		ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
		CtClass cc = pool.get("testJavassist.Emp"); //获得已有的类
		
//		CtField f1 = CtField.make("private int empno;", cc);
		//添加属性的另一种方式   参数分别表示：属性的类型，属性的名字，添加到哪一个类
		CtField f1 = new CtField(CtClass.intType, "salary", cc);
		cc.setModifiers(Modifier.PRIVATE);  //设置访问属性
		cc.addField(f1);  //添加属性
		
//		cc.getDeclaredField("ename");  //获取指定的属性
	}
	
	/*
	 * 构造器方法的操作,和普通方法一样也可以进行修改，在方法体中插入代码
	 */
	public static void test05() throws Exception{
		ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
		CtClass cc = pool.get("testJavassist.Emp"); //获得已有的类
		
		CtConstructor[] cs = cc.getConstructors();
		for(CtConstructor c:cs){
			System.out.println(c.getLongName());
		}
	}
	
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		test02();
	}
}