一、Javassist入門(mén)
(一)Javassist是什么
Javassist是可以動(dòng)態(tài)編輯Java字節(jié)碼的類(lèi)庫(kù)。它可以在Java程序運(yùn)行時(shí)定義一個(gè)新的類(lèi),并加載到JVM中;還可以在JVM加載時(shí)修改一個(gè)類(lèi)文件。Javassist使用戶不必關(guān)心字節(jié)碼相關(guān)的規(guī)范也是可以編輯類(lèi)文件的。
(二)Javassist核心API
在Javassist中每個(gè)需要編輯的class都對(duì)應(yīng)一個(gè)CtCLass實(shí)例,CtClass的含義是編譯時(shí)的類(lèi)(compile time class),這些類(lèi)會(huì)存儲(chǔ)在Class Pool中(Class poll是一個(gè)存儲(chǔ)CtClass對(duì)象的容器)。
CtClass中的CtField和CtMethod分別對(duì)應(yīng)Java中的字段和方法。通過(guò)CtClass對(duì)象即可對(duì)類(lèi)新增字段和修改方法等操作了。
(三)簡(jiǎn)單示例
為了減少演示的復(fù)雜度,示例以及之后的操作,都在Maven項(xiàng)目下進(jìn)行,因?yàn)槲覀兛梢灾苯右胍蕾?lài)就可以達(dá)到我們導(dǎo)包的目的,很方便,不用再去下載jar包,然后自己手動(dòng)導(dǎo)入了。
1、創(chuàng)建一個(gè)maven項(xiàng)目
如果你使用的是IDEA,可以像我一樣;如果是其他工具,可以自行百度,或者按照自己的經(jīng)驗(yàn)來(lái)創(chuàng)建即可。
2、創(chuàng)建一個(gè)測(cè)試類(lèi),代碼如下:
package com.ssdmbbl.javassist;
import javassist.*;
import java.io.IOException;
/**
* @author zhenghui
* @description: Javassist使用演示測(cè)試
* @date 2021/4/6 6:38 下午
*/
public class JavassistTest {
public static void main(String[] args) throws CannotCompileException, IOException {
ClassPool cp = ClassPool.getDefault();
CtClass ctClass = cp.makeClass("com.ssdmbbl.javassist.Hello");
ctClass.writeFile("./");
}
}
當(dāng)運(yùn)行這個(gè)代碼的時(shí)候,可以看到已經(jīng)在項(xiàng)目的根目錄下創(chuàng)建了一個(gè)“com.ssdmbbl.javassist”包,在這個(gè)包下創(chuàng)建了“Hello.java”的java文件。
內(nèi)容如下:
package com.ssdmbbl.javassist;
public class Hello {
public Hello() {
}
}
二、Javassist操作字節(jié)碼示例
回想一下,咱們?nèi)绻麑?duì)一個(gè)Java正常操作的話,大概存在哪些操作呢?
- 1、咱們會(huì)對(duì)一個(gè)類(lèi)添加字段;
- 2、咱們會(huì)對(duì)一個(gè)類(lèi)添加方法;
好像沒(méi)其他的了吧。其余的就是在方法里寫(xiě)代碼了唄。
(一)新增一個(gè)方法
咱們繼續(xù)套用上面簡(jiǎn)單示例的代碼,在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行新增一個(gè)方法。
新增方法的名字為"hello1",傳遞兩個(gè)參數(shù)分別為int和double類(lèi)型,并且沒(méi)有返回值。
package com.ssdmbbl.javassist;
import javassist.*;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
/**
* @author zhenghui
* @description: Javassist使用演示測(cè)試
* @date 2021/4/6 6:38 下午
*/
public class JavassistTest2 {
public static void main(String[] args) throws CannotCompileException, IOException {
//找到本文件的路徑,與之保存在一起
URL resource = JavassistTest2.class.getClassLoader().getResource("");
String file = resource.getFile();
System.out.println("文件存儲(chǔ)路徑:"+file);
ClassPool cp = ClassPool.getDefault();
CtClass ctClass = cp.makeClass("com.ssdmbbl.javassist.Hello");
//創(chuàng)建一個(gè)類(lèi)名為"hello",傳遞參數(shù)的順序?yàn)?int,double),沒(méi)有返回值的類(lèi)
/*
CtMethod(...)源代碼:
public CtMethod(CtClass returnType,//這個(gè)方法的返回值類(lèi)型,
String mname, //(method name)方法的名字是什么
CtClass[] parameters, //方法傳入的參數(shù)類(lèi)型是什么
CtClass declaring //添加到哪個(gè)類(lèi)中
) {....}
*/
CtMethod ctMethod = new CtMethod(CtClass.voidType, "hello", new CtClass[]{CtClass.intType, CtClass.doubleType}, ctClass);
//設(shè)置hello方法的權(quán)限為public
ctMethod.setModifiers(Modifier.PUBLIC);
//向ctClass中添加這個(gè)方法
ctClass.addMethod(ctMethod);
//寫(xiě)入本地
ctClass.writeFile(file);
}
}
執(zhí)行后,就可以查看生成的代碼了:
可以看到,我們并沒(méi)有指定參數(shù)的名字,也會(huì)給生成var1、var2依次類(lèi)推的名字。
var1和var2其實(shí)class變量表中存放的名字。
package com.ssdmbbl.javassist;
public class Hello {
public void hello1(int var1, double var2) {
}
public Hello() {
}
}
可以設(shè)置的返回值類(lèi)型:
public static CtClass booleanType;
public static CtClass charType;
public static CtClass byteType;
public static CtClass shortType;
public static CtClass intType;
public static CtClass longType;
public static CtClass floatType;
public static CtClass doubleType;
public static CtClass voidType;
(二)新增一個(gè)變量
URL resource = JavassistTest2.class.getClassLoader().getResource("");
String file = resource.getFile();
System.out.println("文件存儲(chǔ)路徑:"+file);
ClassPool cp = ClassPool.getDefault();
CtClass ctClass = cp.makeClass("com.ssdmbbl.javassist.Hello");
//添加一個(gè)hello1的方法
CtMethod ctMethod = new CtMethod(CtClass.voidType, "hello1", new CtClass[]{CtClass.intType, CtClass.doubleType}, ctClass);
ctMethod.setModifiers(Modifier.PUBLIC);
ctClass.addMethod(ctMethod);
//添加一個(gè)int類(lèi)型的,名字為value的變量
CtField ctField = new CtField(CtClass.intType,"value",ctClass);
ctField.setModifiers(Modifier.PRIVATE);
ctClass.addField(ctField);
ctClass.writeFile(file);
那么執(zhí)行后的內(nèi)容就是如下了:
package com.ssdmbbl.javassist;
public class Hello {
private int value;
public void hello1(int var1, double var2) {
}
public Hello() {
}
}
(三)給變量新增get和set方法
代碼修改如下:
public static void main(String[] args) throws CannotCompileException, IOException {
URL resource = JavassistTest2.class.getClassLoader().getResource("");
String file = resource.getFile();
System.out.println("文件存儲(chǔ)路徑:"+file);
ClassPool cp = ClassPool.getDefault();
CtClass ctClass = cp.makeClass("com.ssdmbbl.javassist.Hello");
//添加一個(gè)hello1的方法
CtMethod ctMethod = new CtMethod(CtClass.voidType, "hello1", new CtClass[]{CtClass.intType, CtClass.doubleType}, ctClass);
ctMethod.setModifiers(Modifier.PUBLIC);
ctClass.addMethod(ctMethod);
//添加一個(gè)int類(lèi)型的,名字為value的變量
CtField ctField = new CtField(CtClass.intType,"value",ctClass);
ctField.setModifiers(Modifier.PRIVATE);
ctClass.addField(ctField);
//為value變量添加set方法
CtMethod setValue = new CtMethod(CtClass.voidType, "setValue", new CtClass[]{CtClass.intType}, ctClass);
setValue.setModifiers(Modifier.PUBLIC);
ctClass.addMethod(setValue);
//為value變量添加get方法
CtMethod getValue = new CtMethod(CtClass.intType, "getValue", new CtClass[]{}, ctClass);
getValue.setModifiers(Modifier.PUBLIC);
ctClass.addMethod(getValue);
ctClass.writeFile(file);
}
執(zhí)行效果:
package com.ssdmbbl.javassist;
public class Hello {
private int value;
public void hello1(int var1, double var2) {
}
public void setValue(int var1) {
}
public int getValue() {
}
public Hello() {
}
}
(四)給方法內(nèi)部添加代碼
你是不是很好奇,set和get方法內(nèi)部并沒(méi)有代碼,當(dāng)程序運(yùn)行的時(shí)候,肯定會(huì)出錯(cuò)的。
下面就來(lái)看一下。
我們預(yù)想的結(jié)果:
private int value;
public void setValue(int var1) {
this.value = var1
}
public int getValue() {
return this.value;
}
修改如下:
//為value變量添加set方法
CtMethod setValue = new CtMethod(CtClass.voidType, "setValue", new CtClass[]{CtClass.intType}, ctClass);
setValue.setModifiers(Modifier.PUBLIC);
//設(shè)置方法體
setValue.setBody("this.value = var1;");
ctClass.addMethod(setValue);
//為value變量添加get方法
CtMethod getValue = new CtMethod(CtClass.intType, "getValue", new CtClass[]{}, ctClass);
getValue.setModifiers(Modifier.PUBLIC);
//設(shè)置方法體
getValue.setBody("return this.value;");
ctClass.addMethod(getValue);
很倒霉,說(shuō)找不到這個(gè)var1這個(gè)變量
報(bào)錯(cuò)的堆棧信息如下:
Exception in thread "main" javassist.CannotCompileException: [source error] no such field: var1
at javassist.CtBehavior.setBody(CtBehavior.java:474)
at javassist.CtBehavior.setBody(CtBehavior.java:440)
at com.ssdmbbl.javassist.JavassistTest2.main(JavassistTest2.java:41)
Caused by: compile error: no such field: var1
這個(gè)原因我們前面其實(shí)提到了,因?yàn)樵诰幾g的時(shí)候,會(huì)把變量名抹掉,傳遞的參數(shù)會(huì)依次在局部變量表中的順序。
如果傳遞:
public void test(int a,int b,int c){
...
}
那么a,b,c就對(duì)應(yīng)本地變量表中的1,2,3的位置。
—— —— |a|1| |b|2| |c(diǎn)|3| —— ——
那么我們獲取變量時(shí)就不能使用原始的名字了,在Javassist中訪問(wèn)方法中的參數(shù)使用的是$1, 2 , 2, 2,…,而不是直接使用原始的名字。
我們修改如下:
//為value變量添加set方法
CtMethod setValue = new CtMethod(CtClass.voidType, "setValue", new CtClass[]{CtClass.intType}, ctClass);
setValue.setModifiers(Modifier.PUBLIC);
//設(shè)置方法體
setValue.setBody("this.value = $1;");
ctClass.addMethod(setValue);
//為value變量添加get方法
CtMethod getValue = new CtMethod(CtClass.intType, "getValue", new CtClass[]{}, ctClass);
getValue.setModifiers(Modifier.PUBLIC);
//設(shè)置方法體
getValue.setBody("return this.value;");
ctClass.addMethod(getValue);
結(jié)果成功了:
public class Hello {
private int value;
public void hello1(int var1, double var2) {
}
public void setValue(int var1) {
this.value = var1;
}
public int getValue() {
return this.value;
}
public Hello() {
}
}
再來(lái)一個(gè):修改hello1方法體,使傳遞的兩個(gè)參數(shù)相加然后賦值給value;
//添加一個(gè)hello1的方法
CtMethod ctMethod = new CtMethod(CtClass.voidType, "hello1", new CtClass[]{CtClass.intType, CtClass.doubleType}, ctClass);
ctMethod.setModifiers(Modifier.PUBLIC);
ctMethod.setBody("this.value = $1 + $2;");
ctClass.addMethod(ctMethod);
執(zhí)行結(jié)果如下:
因?yàn)槲覀僾alue是int,$1是int,$2是double,所以做了強(qiáng)制轉(zhuǎn)型處理。
public void hello1(int var1, double var2) {
this.value = (int)((double)var1 + var2);
}
(五)在方法體的前后分別插入代碼
測(cè)試代碼如下:
//添加一個(gè)hello1的方法
CtMethod ctMethod = new CtMethod(CtClass.voidType, "hello1", new CtClass[]{CtClass.intType, CtClass.doubleType}, ctClass);
ctMethod.setModifiers(Modifier.PUBLIC);
ctMethod.setBody("this.value = $1 + $2;");
ctMethod.insertBefore("System.out.println("我在前面插入了:"+$1);");
ctMethod.insertAfter("System.out.println("我在最后插入了:"+$1);");
ctClass.addMethod(ctMethod);
結(jié)果如下:
public void hello1(int var1, double var2) {
System.out.println("我在前面插入了:" + var1);
this.value = (int)((double)var1 + var2);
Object var5 = null;
System.out.println("我在最后插入了:" + var1);
}
三、Javassist中的一些特殊參數(shù)示例講解
在官方文檔中看到有幾個(gè)比較特殊的標(biāo)識(shí)符,還有幾個(gè)比較特殊的標(biāo)識(shí)符需要了解。
標(biāo)識(shí)符 | 作用 |
---|---|
$0、$1、$2、 3 、 3、 3、… | this和方法參數(shù)(1-N是方法參數(shù)的順序) |
$args | 方法參數(shù)數(shù)組,類(lèi)型為Object[] |
$$ | 所有方法參數(shù),例如:m($$)相當(dāng)于m($1,$2,…) |
$cflow(…) | control flow 變量 |
$r | 返回結(jié)果的類(lèi)型,在強(qiáng)制轉(zhuǎn)換表達(dá)式中使用。 |
$w | 包裝器類(lèi)型,在強(qiáng)制轉(zhuǎn)換表達(dá)式中使用。 |
$_ | 返回的結(jié)果值 |
$sig | 類(lèi)型為java.lang.Class的參數(shù)類(lèi)型對(duì)象數(shù)組 |
$type | 類(lèi)型為java.lang.Class的返回值類(lèi)型 |
$class | 類(lèi)型為java.lang.Class的正在修改的類(lèi) |
下面咱們來(lái)一起分別來(lái)看一下,分析一下,怎么用,有什么用吧。
只介紹幾個(gè)常見(jiàn)和常用到的吧。
有興趣的話,剩下的可以看官方文檔:http://www.javassist.org/tutorial/tutorial2.html
(一)$0,$1,$2,…
這個(gè)其實(shí)咱們已經(jīng)在上面用到過(guò)了,再來(lái)細(xì)說(shuō)一下吧。$0代表this,$1, 2 , 2, 2,…,依次對(duì)應(yīng)方法中參數(shù)的順序。
如果有:
public void test(int a,int b,int c){}
那么如果想引用a和b和c的話,需要這樣:
ctMethod.setBody("return $1 + $2 + $3;");
對(duì)了還有:靜態(tài)方法是沒(méi)有$0的,所以靜態(tài)方法下$0是不可用的。
(二)$args
$args變量表示所有參數(shù)的數(shù)組,它是一個(gè)Object類(lèi)型的數(shù)組(new Object[]{…}),如果參數(shù)中有原始類(lèi)型的參數(shù),會(huì)被轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的包裝類(lèi)型。比如原始數(shù)據(jù)類(lèi)型為int,則會(huì)被轉(zhuǎn)換成java.lang.Integer,然后存儲(chǔ)在args中。
例如我們測(cè)試代碼如下:
CtMethod ctMethod = new CtMethod(CtClass.voidType, "hello1", new CtClass[]{CtClass.intType, CtClass.doubleType}, ctClass);
ctMethod.setModifiers(Modifier.PUBLIC);
ctMethod.setBody("System.out.println($args);");
編譯后的結(jié)果如下:
public void hello1(int var1, double var2) {
System.out.println(new Object[]{new Integer(var1), new Double(var2)});
}
(三)$$
變量 是 所 有 參 數(shù) 的 縮 寫(xiě) , 參 數(shù) 用 逗 號(hào) 分 割 , 例 如 : m ( 是所有參數(shù)的縮寫(xiě),參數(shù)用逗號(hào)分割,例如:m( 是所有參數(shù)的縮寫(xiě),參數(shù)用逗號(hào)分割,例如:m()相當(dāng)于:m($1,$2,$3,…)。
如何使用呢?
我們經(jīng)常做一些代碼優(yōu)化,把較為復(fù)雜的方法內(nèi)部的邏輯,提煉出來(lái),提煉到一個(gè)公共的方法里。
或者說(shuō)一個(gè)方法調(diào)用另一個(gè)方法,這兩個(gè)方法傳遞的參數(shù)是一樣的時(shí)候就用到了。
例如原java:
public Object m1(String name,String age){
...省略10000行代碼邏輯
}
提煉后的:
提煉出來(lái)的代碼,我們也可以在其他地方使用(所謂的公共的代碼)。
public Object m1(String name,String age){
...省略20行代碼邏輯
return m2(name,age);
}
private Object m2(String name,String age){
...
}
那么我們就造一個(gè)這個(gè)場(chǎng)景來(lái)說(shuō)明一下用法吧。
簡(jiǎn)單點(diǎn)來(lái)說(shuō),就是一個(gè)方法調(diào)用另一個(gè)方法,傳遞全參數(shù)時(shí)。
CtMethod hello2 = new CtMethod(CtClass.voidType, "hello2", new CtClass[]{CtClass.intType, CtClass.doubleType}, ctClass);
hello2.setModifiers(Modifier.PUBLIC);
hello2.setBody("this.value = $1 + $2;");
ctClass.addMethod(hello2);
//添加一個(gè)hello1的方法
CtMethod hello1 = new CtMethod(CtClass.voidType, "hello1", new CtClass[]{CtClass.intType, CtClass.doubleType}, ctClass);
hello1.setModifiers(Modifier.PUBLIC);
hello1.setBody("this.value = $1 + $2;");
hello1.insertAfter("hello2($$);");
可以看到我們hello1調(diào)用hello2時(shí),需要傳遞全部參數(shù)。此時(shí)即可寫(xiě)成$$方法,當(dāng)然了也可以寫(xiě)成hello2($1,$2)。
編譯后的結(jié)果:
public void hello2(int var1, double var2) {
this.value = (int)((double)var1 + var2);
}
public void hello1(int var1, double var2) {
this.value = (int)((double)var1 + var2);
Object var5 = null;
this.hello2(var1, var2);
}
(四)$cflow(…)
$cflow 的全名為:control flow,這是一個(gè)只讀變量,返回指定方法遞歸調(diào)用的深度。
我們以計(jì)算n的斐波拉契數(shù)列為例,來(lái)演示一下如何使用。
我們正確的遞歸算法代碼如下:
public int f(int n){
if(n <= 1){
return n;
}
return f(n-1) + f(n - 2)
}
對(duì)于上面這段代碼,我們可以這樣寫(xiě):
CtMethod f = new CtMethod(CtClass.intType,"f", new CtClass[]{CtClass.intType}, ctClass);
f.setBody("{if($1 <= 1){" +
" return $1;" +
"}" +
"return f($1 - 1) + f( $1 - 2);}");
f.setModifiers(Modifier.PUBLIC);
編譯后的:
public int f(int var1) {
return var1 <= 1 ? var1 : this.f(var1 - 1) + this.f(var1 - 2);
}
那么我們只想在遞歸到前n次的時(shí)候打印log,我們?cè)撛趺醋瞿亍?/p>
例如,我們下面寫(xiě)的是"$cflow(f) == 1"時(shí)
CtMethod f = new CtMethod(CtClass.intType,"f", new CtClass[]{CtClass.intType}, ctClass);
f.setBody("{if($1 <= 1){" +
" return $1;" +
"}" +
"return f($1 - 1) + f( $1 - 2);}");
f.setModifiers(Modifier.PUBLIC);
//在代碼body的前面插入
f.useCflow("f");
f.insertBefore("if($cflow(f) == 1){" +
" System.out.println("我執(zhí)行了,此時(shí)的n是:"+$1);" +
" }");
編譯后的代碼:
//
// Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA
// (powered by FernFlower decompiler)
//
package com.ssdmbbl.javassist;
import javassist.runtime.Cflow;
public class Hello {
public static Cflow _cflow$0 = new Cflow();
public int f(int var1) {
if (_cflow$0.value() == 1) {
System.out.println("我執(zhí)行到來(lái)第2次,此時(shí)的n是:" + var1);
}
boolean var6 = false;
int var10000;
try {
var6 = true;
_cflow$0.enter();
if (var1 <= 1) {
var10000 = var1;
var6 = false;
} else {
var10000 = this.f(var1 - 1) + this.f(var1 - 2);
var6 = false;
}
} finally {
if (var6) {
boolean var3 = false;
_cflow$0.exit();
}
}
int var8 = var10000;
_cflow$0.exit();
return var8;
}
public Hello() {
}
}
通過(guò)查看源碼,發(fā)先關(guān)鍵的一個(gè)地方是調(diào)用了Cflow對(duì)象的enter方法:
public static Cflow _cflow$0 = new Cflow();
...
_cflow$0.enter();
點(diǎn)進(jìn)enter()的內(nèi)部發(fā)現(xiàn),調(diào)用了get().inc()方法:
public class Cflow extends ThreadLocal<Cflow.Depth> {
protected static class Depth {
private int depth;
Depth() { depth = 0; }
int value() { return depth; }
void inc() { ++depth; }
void dec() { --depth; }
}
@Override
protected synchronized Depth initialValue() {
return new Depth();
}
/**
* Increments the counter.
*/
public void enter() { get().inc(); }
/**
* Decrements the counter.
*/
public void exit() { get().dec(); }
/**
* Returns the value of the counter.
*/
public int value() { return get().value(); }
}
而inc()方法控制著一個(gè)全局變量的增加操作。
void inc() { ++depth; }
boolean var6 = false;相當(dāng)于是一個(gè)開(kāi)關(guān),控制著是否開(kāi)始和結(jié)束。
當(dāng)參數(shù)var1<=1時(shí),即結(jié)束
if (var1 <= 1) {
var10000 = var1;
var6 = false;
}
我們可以使用反射來(lái)驗(yàn)證一下,測(cè)試代碼如下:
package com.ssdmbbl.javassist;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* @author zhenghui
* @description:
* @date 2021/4/8 10:20 上午
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InstantiationException, InvocationTargetException {
Class<?> aClass = Class.forName("com.ssdmbbl.javassist.Hello");
//初始化這個(gè)類(lèi)
Object obj = aClass.newInstance();
//獲取所有的方法
Method[] methods = aClass.getMethods();
//遍歷所有的方法
for (Method method : methods) {
//當(dāng)方法為f的時(shí)候,進(jìn)行調(diào)用
if(method.getName().equals("f")){
//調(diào)用并傳遞參數(shù)為5,即f(5)
method.invoke(obj,5);
}
}
}
}
執(zhí)行的結(jié)果:
為什么是2次呢?原因上面也說(shuō)了:if(var1 <= 1){…},所以是
我執(zhí)行了,此時(shí)的n是:4
我執(zhí)行了,此時(shí)的n是:3
相關(guān)鏈接
1、javassist的API接口文檔
http://www.javassist.org/html/index.html
2、javassist的github開(kāi)源地址
https://github.com/jboss-javassist/javassist
3、javassist的官網(wǎng)
4、javassist官方的英文教程
http://www.javassist.org/tutorial/tutorial.html
到此這篇關(guān)于 Java 字節(jié)碼編程技術(shù) javassist 的詳細(xì)介紹和具體使用方法的全部?jī)?nèi)容到此就結(jié)束了,如果想要了解更多相關(guān) Java javassist 的其他內(nèi)容請(qǐng)搜索W3Cschool以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章,希望大家以后多多支持我們!