ASM(三) 利用Method组件动态生成方法的字节码
发布日期:2021-07-01 05:14:53 浏览次数:2 分类:技术文章

本文共 4789 字,大约阅读时间需要 15 分钟。

 一、概述

      ASMCoreApi中还提供了对class中方法的生成和解析的组件。前面两篇着重介绍了ClassVisitor组件的应用场景。ClassVisitor Api中的visitMethod(int access, String name, String desc, String signature, String[] exceptions)方法返回了一个MethodVisitor对象,MethodVisitor类提供了对于字节码文件中方法的字节码进行解析。同ClassVisitor一样,MethodVisitor的实例方法也需要按照一定的顺序调用。

visitAnnotationDefault?

( visitAnnotation |visitParameterAnnotation|visitAttribute)*

( visitCode

( visitTryCatchBlock |visitLabel|visitFrame|visitXxxInsn|

visitLocalVariable|visitLineNumber)*

visitMaxs)?

visitEnd

     对于动态生成方法的实现,ASM提供的主要接口就是MethodVisitorMethods组件主要涉及到一下三个类:

     1ClassReader类负责解析字节码中的method部分,并且顺序调用MethodVisitor的方法。其中MethodVisitor是通过ClassVisitorvisitMethod返回的对象。而ClassVisitor是通过accept方法的参数形式转递给ClassReaderaccept方法在前面章介绍ASMcore apiClassVisitor部分已经介绍过了。

    2ClassWritervisitMethod方法返回了继承自MethodVisitor的实例。并且以二进制数组的形式构建了编译后的方法。

    3MethodVisitor类似一个事件过滤器,可以接受另一个MethodVisitor实例,代理调用所有这个MethodVisitor实例的方法。这个也是类似于前面两章介绍的ClassVisitor

  下面就开始介绍下用ASMMethodVisitor如何生成和变更、转移methods字节码。

二、生成字节码methods

 

     在了解ASMmethods api之前,必须要清楚一些字节码的指令和JVM执行引擎在运行时数据区是运用字节码指令解释执行的。这里可以参看 以及。这里我们结合中的例子。生成如下方法:

public void addEspresso(int espresso) {    	   if (espresso > 1) {    	            this.espresso = espresso;    	        } else {    	            throw new IllegalArgumentException();    	        }    	    }

   为了方便查看字节码生成效果,我们通过ClassWriter来输出字节数组,并写到文件中,方便查看class文件。对于ClassWriter Api参考。Java代码如下:

    

package asm.core.asm.core.method;import org.objectweb.asm.ClassWriter;import org.objectweb.asm.Label;import org.objectweb.asm.MethodVisitor;import org.objectweb.asm.Opcodes;import java.io.File;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;/** * methods api 动态生成字节码 Created by yunshen.ljy on 2015/6/24. */public class GenerateClasses {    public static void main(String[] args) throws IOException {        ClassWriter cw = new ClassWriter(0);        cw.visit(Opcodes.V1_7, Opcodes.ACC_PUBLIC, "bytecode/MethodGenClass", null, "java/lang/Object", null);        cw.visitField(Opcodes.ACC_PRIVATE, "espresso", "I", null, null).visitEnd();        MethodVisitor mv = cw.visitMethod(Opcodes.ACC_PUBLIC, "addEspresso", "(I)V", null, null);        // 方法访问开始        mv.visitCode();        mv.visitVarInsn(Opcodes.ILOAD, 1);        // label 代表跳转的字节码位置。        Label label = new Label();        mv.visitJumpInsn(Opcodes.IFLT, label);        mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 0);        mv.visitVarInsn(Opcodes.ILOAD, 1);        mv.visitFieldInsn(Opcodes.PUTFIELD, "bytecode/MethodGenClass", "espresso", "I");        Label end = new Label();        mv.visitJumpInsn(Opcodes.GOTO, end);        mv.visitLabel(label);        mv.visitFrame(Opcodes.F_SAME, 0, null, 0, null);        // 创建Exception对象指令        mv.visitTypeInsn(Opcodes.NEW, "java/lang/IllegalArgumentException");        mv.visitInsn(Opcodes.DUP);        // 调用方法指令        mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKESPECIAL, "java/lang/IllegalArgumentException", "
", "()V", false); mv.visitInsn(Opcodes.ATHROW); mv.visitLabel(end); mv.visitFrame(Opcodes.F_SAME, 0, null, 0, null); mv.visitInsn(Opcodes.RETURN); mv.visitMaxs(2, 2); // 方法访问结束 mv.visitEnd(); cw.visitEnd(); byte[] b = cw.toByteArray(); File file = new File("MethodGenClass.class"); FileOutputStream fout = new FileOutputStream(file); fout.write(b); fout.close(); }}

 

      这里先说明一下栈图(Stack Map Table)的概念。详见:  。

     Java7版本之后,需要强制实现栈图结构,不过还好ASM框架给我们处理了生成字节码栈图的细节。构建栈图在ASM框架中,可以通过在无条件跳转语句后调用mv.visitFrame();方法或者调整ClassWriter()构造器的参数方式来实现,ClassWriter cw = new ClassWriter(ClassWriter.COMPUTE_FRAMES);,构造器中的COMPUTE_FRAMES参数会为我们计算Stack Map Table中的frame。本例中,我们采用“手动挡”。visitFrame(type, nLocal, local, nStack, stack)的第一个参数是stack map frame的操作类型,nLocalnStack是局部变量和操作数栈的sizeLocalstack是包含相关类型的数组。本例中,只有两个frame,且记录的状态中操作数栈都是空的,所以参数是(Opcodes.F_SAME, 0, null, 0, null)

      这里再额外说明一下ClassWriter构造器的另外一种参数。如果我们使用了ClassWriter cw = new ClassWriter(ClassWriter.COMPUTE_MAXS);那么COMPUTE_MAXS就是替我们计算局部变量表和操作数栈的大小,这时候我们还是需要调用  mv.visitMaxs(2, 2);方法,但是可以传递任意参数,因为COMPUTE_MAXS的方式会帮助我们重新计算局部变量和操作数的size。还需要注意的是COMPUTE_MAXS不会为我们计算StackMapFrame,而COMPUTE_FRAMES既会计算栈size,也会计算StackMapFrame,当然使用COMPUTE_MAXS会让ClassWriter10%,而使用COMPUTE_FRAMES会慢20%(数据来自ASM官方说明文档,这里就不再测试)。当然,我觉得,如果使用起来的话,我还是宁可用自动挡。这样可以适当增强代码可读性,减少了代码维护成本。如果有很好的算法(如果你确定你比ASM框架写出了更好的实现算法)来计算这些参数,当然手动挡也是一种乐趣。

      上述实现中我们看到了Label label = new Label()这个语句中,label的作用是为了条件跳转,其实也可以理解成字节码指令的参数。所以label必须对应一条字节码指令,通过visitLabel(label)来调用,并且visitLabel的调用必须紧跟随着label对象指定的指令。如例子中,第一个label指向goto后,所以顺序必须是:mv.visitJumpInsn(Opcodes.GOTO, end);

        mv.visitLabel(label);,第二个label也是同理。但是多个字节码指令可能指向同一个label,比如同时跳转到某一个指令执行的情况,并且label是方法独有的,label对象不能跨方法调用。

      下面我们再看一下,例中方法生成的字节码信息。

     

         好了,我好饿,先写到这里,后续会继续介绍Method Api 的另外一种用法,其实猜猜也知道,同ClassVisitor一样,不仅可以生成字节码,当然也可以动态改变、添加、删除方法的字节码。

 

  • 大小: 33.4 KB

转载地址:https://nanyao.blog.csdn.net/article/details/46715409 如侵犯您的版权,请留言回复原文章的地址,我们会给您删除此文章,给您带来不便请您谅解!

上一篇:ASM(四) 利用Method 组件动态注入方法逻辑
下一篇:JVM StackMapTable 属性的作用及理解

发表评论

最新留言

感谢大佬
[***.8.128.20]2024年04月21日 05时51分25秒