一、什么是ASM
ASM是一個java字節碼操縱框架，它能被用來動態生成類或者增強既有類的功能。ASM 可以直接產生二進制 class 文件，也可以在類被加載入 Java 虛擬機之前動態改變類行為。Java class 被存儲在嚴格格式定義的 .class文件里，這些類文件擁有足夠的元數據來解析類中的所有元素：類名稱、方法、屬性以及 Java 字節碼（指令）。ASM從類文件中讀入信息后，能夠改變類行為，分析類信息，甚至能夠根據用戶要求生成新類。
使用ASM框架需要導入asm的jar包，下載鏈接：asm-3.2.jar。
二、如何使用ASM
ASM框架中的核心類有以下幾個：
① ClassReader:該類用來解析編譯過的class字節碼文件。
② ClassWriter:該類用來重新構建編譯后的類，比如說修改類名、屬性以及方法，甚至可以生成新的類的字節碼文件。
③ ClassAdapter:該類也實現了ClassVisitor接口，它將對它的方法調用委托給另一個ClassVisitor對象。
示例1.通過asm生成類的字節碼
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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;/** * 通過asm生成類的字節碼 * @author Administrator * */public class GeneratorClass { public static void main(String[] args) throws IOException { //生成一個類只需要ClassWriter組件即可 ClassWriter cw = new ClassWriter(0); //通過visit方法確定類的頭部信息 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"}); //定義類的屬性 cw.visitField(Opcodes.ACC_PUBLIC+Opcodes.ACC_FINAL+Opcodes.ACC_STATIC, "LESS", "I", null, new Integer(-1)).visitEnd(); cw.visitField(Opcodes.ACC_PUBLIC+Opcodes.ACC_FINAL+Opcodes.ACC_STATIC, "EQUAL", "I", null, new Integer(0)).visitEnd(); cw.visitField(Opcodes.ACC_PUBLIC+Opcodes.ACC_FINAL+Opcodes.ACC_STATIC, "GREATER", "I", null, new Integer(1)).visitEnd(); //定義類的方法 cw.visitMethod(Opcodes.ACC_PUBLIC+Opcodes.ACC_ABSTRACT, "compareTo", "(Ljava/lang/Object;)I", null, null).visitEnd(); cw.visitEnd(); //使cw類已經完成 //將cw轉換成字節數組寫到文件里面去 byte[] data = cw.toByteArray(); FileOutputStream fout = new FileOutputStream(file); fout.write(data); fout.close(); }} |
生成一個類的字節碼文件只需要用到ClassWriter類即可，生成Comparable.class后用javap指令對其進行反編譯：javap -c Comparable.class >test.txt ,編譯后的結果如下：
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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：一個編譯后的java類不包含package和import段，因此在class文件中所有的類型都使用的是全路徑。
示例2.修改類的字節碼文件
C.java
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package com.asm5;public class C { public void m() throws InterruptedException{ Thread.sleep(100); }} |
將C.java類的內容改為如下：
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package com.asm5;public class C { public static long timer; public void m() throws InterruptedException{ timer -= System.currentTimeMillis(); Thread.sleep(100); timer += System.currentTimeMillis(); }} |
為了弄清楚ASM是如何實現的，我們先編譯這兩個類，然后比對它們的TraceClassVisitor的輸出，我們可以發現如下的不同（粗體表示）
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
通過比對上面的指令，我們可以發現必須在m()方法的最前面增加四條指令，在RETURN指令前也增加四條指令，同時這四條必須位于xRETURN和ATHROW之前，因為這些指令都會結束方法的執行。
具體代碼如下：
AddTimeClassAdapter.java
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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 name, String desc, String signature, String[] exceptions) { MethodVisitor mv = cv.visitMethod(access, name, desc, signature, exceptions); if(!name.equals("<init>") && !isInterface && mv!=null){ //為方法添加計時功能 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, 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, "timer", "J"); mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKESTATIC, "java/lang/System", "currentTimeMillis", "()J"); mv.visitInsn(Opcodes.LSUB); mv.visitFieldInsn(Opcodes.PUTSTATIC, owner, "timer", "J"); } @Override public void visitInsn(int opcode) { if((opcode>=Opcodes.IRETURN && opcode<=Opcodes.RETURN) || opcode==Opcodes.ATHROW){ mv.visitFieldInsn(Opcodes.GETSTATIC, owner, "timer", "J"); mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKESTATIC, "java/lang/System", "currentTimeMillis", "()J"); mv.visitInsn(Opcodes.LADD); mv.visitFieldInsn(Opcodes.PUTSTATIC, owner, "timer", "J"); } mv.visitInsn(opcode); } @Override public void visitMaxs(int maxStack, int maxLocal) { mv.visitMaxs(maxStack+4, maxLocal); } } } |
Generator.java
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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); //使給定的訪問者訪問Java類的ClassReader cr.accept(classAdapter, ClassReader.SKIP_DEBUG); byte[] data = cw.toByteArray(); File file = new File(System.getProperty("user.dir") + "\\WebRoot\\WEB-INF\\classes\\com\\asm5\\C.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(); } }} |
下面是一個測試類：
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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)); }} |
輸出結果為：100
總結
以上就是這篇文章的全部內容了，希望本文的內容對大家的學習或者工作能帶來一定的幫助，如果有疑問大家可以留言交流。
原文鏈接：http://www.cnblogs.com/liuling/archive/2013/05/25/asm.html
