从零开始造Spring04---补充之ASM的原理以及在Spring中的应用

简介: ASM 是一个可以操作Java 字节码的框架。可以读取/修改class中的字节码。ASM可以直接产生二进制class文件,也可以在类被加载Java虚拟机之前动态改变类行为,Java class被存储在严格格式定义的.class文件里,这些文件拥有足够的元数据来解析勒种的所有元素:类名称, 方法,属性以及Java字节码(指令)。ASM从类文件中读入信息后,能够改变类行为,分析类信息,甚至能够根据用户要求生成新类。

什么是ASM


ASM 是一个可以操作Java 字节码的框架。可以读取/修改class中的字节码。ASM可以直接产生二进制class文件,也可以在类被加载Java虚拟机之前动态改变类行为,Java class被存储在严格格式定义的.class文件里,这些文件拥有足够的元数据来解析勒种的所有元素:类名称, 方法,属性以及Java字节码(指令)。ASM从类文件中读入信息后,能够改变类行为,分析类信息,甚至能够根据用户要求生成新类。

与 BCEL 和 SERL 不同,ASM 提供了更为现代的编程模型。对于 ASM 来说,Java class 被描述为一棵树;使用 “Visitor” 模式遍历整个二进制结构;事件驱动的处理方式使得用户只需要关注于对其编程有意义的部分,而不必了解 Java 类文件格式的所有细节:ASM 框架提供了默认的 “response taker”处理这一切。


说明

这是学习刘欣老师《从零开始造Spring》课程的学习笔记


ASM的Visitor模式

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ClassReader : 我现在要解析一个复杂结构的类文件了啊, 每当我解析好一点东西,

我都会通知你来处理。


ClassVisistor : 你怎么通知我?


ClassReader : 当然是回调你的方法啊, 比如说当我开始解析一个方法时,

我就会回调你的visistMethod() , 把相关数据给你发过去, 你就可以处理了


ClassVisitor : 明白!但是当我处理完了,比如修改了字节码, 怎么写回去呢?


ClassReader : 你可以创建一个ClassWriter 对象, 每次处理完以后,再调用同样的方法,

例如visitMethod(), 这样ClassWriter 就知道你的修改了, 它负责写回去。


在Spring中的应用

类图

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调用层次

首先会调用ClassMetadataReadingVisitor类的visit方法——>

调用AnnotationMetadataReadingVisitor类的visitAnnotation方法

—–>调用AnnotationAttributesReadingVisitor类的visit方法。

—>调用AnnotationAttributesReadingVisitorvisitEnd方法—–> 最后获取注解中的内容


关键代码

测试代码

@Test
    public void  testGetAnnonation() throws IOException {
       ClassPathResource resource = new ClassPathResource("com/jay/spring/service/v4/PetStoreService.class");
       ClassReader reader = new ClassReader(resource.getInputStream());
       AnnotationMetadataReadingVisitor visitor = new AnnotationMetadataReadingVisitor();
       reader.accept(visitor, ClassReader.SKIP_DEBUG);
       String annotation = "com.jay.spring.stereotype.Component";
       Assert.assertTrue(visitor.hasAnnotation(annotation));
       AnnotationAttributes attributes = visitor.getAnnotationAttributes(annotation);
       Assert.assertEquals("petStoreService", attributes.get("value"));
   }


ClassMetadataReadingVisitor类

 

public void visit(int version, int access, String name, String signature, String supername, String[] interfaces) {
        this.className = ClassUtils.convertResourcePathToClassName(name);
        this.isInterface = ((access & Opcodes.ACC_INTERFACE) != 0);
        this.isAbstract = ((access & Opcodes.ACC_ABSTRACT) != 0);
        this.isFinal = ((access & Opcodes.ACC_FINAL) != 0);
        if (supername != null) {
            this.superClassName = ClassUtils.convertResourcePathToClassName(supername);
        }
        this.interfaces = new String[interfaces.length];
        for (int i = 0; i < interfaces.length; i++) {
            this.interfaces[i] = ClassUtils.convertResourcePathToClassName(interfaces[i]);
        }
    }


AnnotationMetadataReadingVisitor类

 

@Override
    public AnnotationVisitor visitAnnotation(final String desc, boolean visible) {
        String className = Type.getType(desc).getClassName();
        this.annotationSet.add(className);
        return new AnnotationAttributesReadingVisitor(className, this.attributeMap);
    }


4. AnnotationAttributesReadingVisitor

public class AnnotationAttributesReadingVisitor extends AnnotationVisitor {
    private final String annotationType;
    private final Map<String, AnnotationAttributes> attributesMap;
    AnnotationAttributes attributes = new AnnotationAttributes();
    public AnnotationAttributesReadingVisitor(
            String annotationType, Map<String, AnnotationAttributes> attributesMap) {
        super(SpringAsmInfo.ASM_VERSION);
        this.annotationType = annotationType;
        this.attributesMap = attributesMap;
    }
    @Override
    public final void visitEnd() {
        this.attributesMap.put(this.annotationType, this.attributes);
    }
    @Override
    public void visit(String attributeName, Object attributeValue) {
        this.attributes.put(attributeName, attributeValue);
    }


对asm实现的封装

类图

36c0a7f4248d88f3b6767bd290977839_70.png

关键代码

public class SimpleMetadataReader implements MetadataReader {
    private final Resource resource;
    private final ClassMetadata classMetadata;
    private final AnnotationMetadata annotationMetadata;
    public SimpleMetadataReader(Resource resource) throws IOException {
        InputStream inputStream = new BufferedInputStream(resource.getInputStream());
        ClassReader classReader;
        try {
            classReader = new ClassReader(inputStream);
        } finally {
            inputStream.close();
        }
        AnnotationMetadataReadingVisitor visitor = new AnnotationMetadataReadingVisitor();
        classReader.accept(visitor, ClassReader.SKIP_DEBUG);
        this.annotationMetadata = visitor;
        this.classMetadata = visitor;
        this.resource = resource;
    }
    @Override
    public Resource getResource() {
        return this.resource;
    }
    @Override
    public ClassMetadata getClassMetadata() {
        return this.classMetadata;
    }
    @Override
    public AnnotationMetadata getAnnotationMetadata() {
        return this.annotationMetadata;
    }


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