字节码操作
什么是字节码
Java字节码（Java bytecode）是Java虚拟机（JVM）执行的一种虚拟指令格式。它是由Java编译器生成的，基于栈的指令集，用于在Java虚拟机上执行。字节码文件包含了JVM能够识别的指令，当JVM执行这些指令时，会通过解释器逐条读取字节码文件中的指令，并将其解释成机器码执行。
JAVA动态性的实现方式
- 字节码操作
- 反射
运行时操作字节码可以让我们实现如下功能：
- 动态生成新的类
- 动态改变某个类的结构（添加/删除/修改 新的属性/方法）
运行时操作字节码的优势：反射开销小，性能高
什么是Javassist
Javassist是一个开源的分析、编辑和创建Java字节码的类库。它是jboss的一个子项目，主要优点在于简单且快速。它允许开发者直接使用Java编码的形式，而无需了解虚拟机指令，就能动态地改变类的结构或动态生成类。
Javassist提供了一组简单易用的API，使开发者能够动态地创建、修改、分析Java类，而无需关心底层的字节码细节。
它的核心API包括ClassPool和CtClass，其中ClassPool用于跟踪和控制所操作的类，而CtClass则提供了检查类数据（如字段和方法）以及在类中添加新字段、方法和构造函数等功能。
Javassist的功能与jdk自带的反射功能类似，但更为强大。它能在Java程序运行时定义新的类并加载到JVM中，也可以在JVM加载时修改一个类文件。
此外，Javassist还用于生成新的Java类以适应不同的需求，例如在实现ORM框架时；或者用于编写Mock框架，以便在测试过程中控制类的行为；以及实现性能监控工具，对方法的执行时间进行统计和分析，诊断潜在问题。
Javassist常用API
Javassist是一个功能强大的Java字节码操作和分析库，它提供了一组常用的API来简化对字节码的修改和生成。以下是一些Javassist的常用API及其功能描述：
| 模块 | 方法 | 描述 |
|---|---|---|
| ClassPool模块 | - | - |
| - | ClassPool.getDefault() | 获取默认的ClassPool对象，它用于存储和操作类信息。 |
| - | pool.get(className) | 根据类名获取对应的CtClass对象。 |
| - | pool.makeClass(name) | 创建一个新的类。 |
| CtClass模块 | - | - |
| - | ctClass.setName(name) | 设置类的名称。 |
| - | ctClass.setSuperclass(superclass) | 设置类的父类。 |
| - | ctClass.getDeclaredMethods() | 获取类声明的所有方法。 |
| - | ctClass.getDeclaredFields() | 获取类声明的所有字段。 |
| - | ctClass.makeClassFile() | 获取该类的ClassFile对象，用于更底层的字节码操作。 |
| - | ctClass.writeFile() | 将修改后的类写入文件。 |
| CtMethod模块 | - | - |
| - | ctMethod.setName(name) | 设置方法名称。 |
| - | ctMethod.setModifier(modifier) | 设置方法修饰符。 |
| - | ctMethod.setBody(body) | 设置方法的字节码体。 |
| - | ctMethod.insertBefore(src) | 在方法体前插入字节码。 |
| - | ctMethod.insertAfter(src) | 在方法体后插入字节码。 |
| CtField模块 | - | - |
| - | ctField.setName(name) | 设置字段名称。 |
| - | ctField.setType(type) | 设置字段类型。 |
| - | ctField.setModifier(modifier) | 设置字段修饰符。 |
| - | ctField.setInitialValue(value) | 设置字段的初始值。 |
| CtConstructor | - | 与CtMethod类似，用于操作类的构造函数。 |
| javassist.bytecode 模块 | - | ClassFile、MethodInfo、CodeAttribute等类提供了对字节码的低级别访问接口，允许直接读取和修改字节码指令。 |
| 其他 | - | - |
| - | new Annotation() | 创建注解。 |
| - | new Bytecode() | 直接操作字节码。 |
这些API只是Javassist功能的一部分，Javassist还提供了许多其他功能，如接口修改、异常处理、导入类等。使用时，建议参考Javassist的官方文档或相关教程以获取更详细的信息和示例代码
测试案例
案例1
package com.demo.demo1;import javassist.*;import java.lang.reflect.Method;
import java.net.URL;
import java.net.URLClassLoader;/*** 是用javassist创建一个UserDo,使用构造方法设置值，打印结果** @author Anna.* @date 2024/4/4 17:32*/
public class JavassistDemo {public static void main(String[] args) throws Exception {// 创建ClassPool对象ClassPool classPool = ClassPool.getDefault();// 创建一个新的类CtClass ctClass = classPool.makeClass("com.demo.entity.UserDo");// 创建属性CtField fieldName = CtField.make("private String name;", ctClass);CtField fieldAge = CtField.make("private Integer age;", ctClass);// 将属性添加到类中ctClass.addField(fieldName);ctClass.addField(fieldAge);// 创建get方法CtMethod getName = CtMethod.make("public String getName(){return this.name;}", ctClass);CtMethod getAge = CtMethod.make("public Integer getAge(){return this.age;}", ctClass);// 将方法添加到类中ctClass.addMethod(getName);ctClass.addMethod(getAge);// 创建构造器CtConstructor constructor1 = CtNewConstructor.make("public UserDo(){}", ctClass);CtConstructor constructor2 = CtNewConstructor.make("public UserDo(String name,Integer age){this.name = name; this.age = age;}", ctClass);// 添加构造器ctClass.addConstructor(constructor1);ctClass.addConstructor(constructor2);// 写入对应文件String path = JavassistDemo.class.getResource("/").getPath();ctClass.writeFile(path);// 使用反射获取对象并初始化，调用getName方法URLClassLoader urlClassLoader = URLClassLoader.newInstance(new URL[]{new URL("file:/" + path)});Class<?> clazz = urlClassLoader.loadClass("com.demo.entity.UserDo");Object o1 = clazz.getDeclaredConstructor(String.class, Integer.class).newInstance("张三", 20);// 调用getName方法Method getName1 = clazz.getMethod("getName");System.out.println(getName1.invoke(o1));}
}
执行结果
案例2
package com.demo.demo2;import javassist.ClassPool;
import javassist.CtClass;
import javassist.CtMethod;import java.lang.reflect.Method;/*** 1 通过Javassist 获取UserDo的class* 2 在setName之前添加打印信息* 3 修改getName第14行输出内容System.out.println("调用了getName方法"); 为System.out.println("通过avassist 修改了调用了getName方法");** @author Anna.* @date 2024/4/4 19:58*/
public class JavassistDemo {public static void main(String[] args) throws Exception {// 创建ClassPool对象ClassPool classPool = ClassPool.getDefault();// 获取UserDoCtClass ctClass = classPool.getCtClass("com.demo.demo2.UserDo");// 在setName之前添加打印信息// 获取调用setName方法CtMethod setName = ctClass.getDeclaredMethod("setName", new CtClass[]{classPool.get("java.lang.String")});// 设置方法调用前打印信息 $0 表示this,$1表示第一个参数setName.insertBefore("System.out.println(\"javassiist在setName前设置打印：\" + $1);");// 获取调用getName方法CtMethod getName = ctClass.getDeclaredMethod("getName");// 在getName第14行插入输出内容为System.out.println("通过avassist 修改了调用了getName方法");getName.insertAt(14, "System.out.println(\"通过avassist 修改了调用了getName方法\");");getName.insertAfter("System.out.println(\"javassiist在getName执行结束后return前设置打印\" );");// 通过反射调用新生成的方法Class<?> clazz = ctClass.toClass();// 初始化Object o = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();// 调用setNameMethod setName1 = clazz.getMethod("setName", String.class);setName1.invoke(o, "张三");// 调用getNameMethod getName1 = clazz.getMethod("getName");System.out.println(getName1.invoke(o));}
}
执行结果
gitee源码
git clone https://gitee.com/dchh/JavaStudyWorkSpaces.git
