1. 应用场景
AOP技术、Lombok去除重复代码插件、动态修改class文件等。
2. 字节码优势
Java字节码增强指的是在Java字节码生成之后，对其进行修改，增强其功能，这种方式相当于对应用程序的二进制文件进行修改。Java字节码增强主要是为了减少冗余代码，提高性能等。
实现字节码增强的主要步骤为：
- 修改字节码 : 在内存中获取到原来的字节码，然后通过一些工具（如 ASM，Javaasist）来修改它的byte[]数组，得到一个新的byte数组。
- 使修改后的字节码生效,有两种方法：
-----> 1.自定义ClassLoader来加载修改后的字节码；
-----> 2.替换掉原来的字节码：在JVM加载用户的Class时，拦截，返回修改后的字节码；或者在运行时，使用Instrumentation.redefineClasses方法来替换掉原来的字节码
3. 常见的字节码操作库
3.1 BCEL
Byte Code Engineering Library(BCEL)，这是Apache Software Foundation的Jakarta项目的一部分。BCEL是Java classworking 广泛使用的一种框架，它可以让您深入jvm汇编语言进行类库操作的细节。BCEL与javassist有不同的处理字节码方法，BCEL在实际的jvm指令层次上进行操作(BCEL拥有丰富的jvm指令集支持) 而javassist所强调的是源代码级别的工作。
3.2 ASM
是一个轻量级Java字节码操作框架，直接涉及到JVM底层的操作和指令
特点：高性能，高质量
3.3 CGLB
生成类库，基于ASM实现
3.4 javassist
是一个开源的分析，编辑和创建Java字节码的类库。性能较ASM差，跟cglib差不多，但是使用简单。很多开源框架都在使用它。
3.4.1 Javassist优势:
- 比反射开销小，性能高。
- avassist性能高于反射，低于ASM
- 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 )
------>javassist 的最外层的 API 和 JAVA 的反射包中的 API 颇为 类似 。
它 主要 由CtClass ，CtMethod,以及CtField几个类组成。用以执行和 JDK 反射 API 中 java.lang.Class， java.lang.reflect.Method，java.lang.reflect.Method .Field 相同的操作 。
3.4.2 方法操作:
- 修改已有方法的方法体（插入代码到已有方法体）
- 新增方法 删除方法
3.4.3 javassist的局限性:
- JDK5.0 新语法不支持 ( 包括泛型、枚举 ) ，不支持注解修改，但可以通过底层的 javassist 类来解决，具体参考： javassist.bytecode.annotation
- 不支持数组的初始化，如 String[]{“1”,“2”} ，除非只有数组的容量为 1
- 不支持内部类和匿名类
- 不支持 continue 和 break表达式。
- 对于继承关系，有些不支持。例如
class A {} class B extends A {} class C extends B {}
3.4.4 例如：使用Javassist创建类:
使用反射调用类的方法：
public class JavassistDemo { public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, SecurityException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException { Class<?> clazz = Class.forName("com.ylw.jvm.JavassistDemo"); Object newInstance = clazz.newInstance(); Method method = clazz.getDeclaredMethod("sum", int.class, int.class); Object invoke = method.invoke(newInstance, 1, 1); } public void sum(int a, int b) { System.out.println("sum:" + a + b); } }
动态生成类：
1.添加依赖：
<dependency> <groupId>org.javassist</groupId> <artifactId>javassist</artifactId> <version>3.20.0-GA</version> </dependency>
2.编写代码
import javassist.*; import java.io.IOException; public class JavassistDemo1 { public static void main(String[] args) throws CannotCompileException, NotFoundException, IOException { ClassPool pool = ClassPool.getDefault(); // 创建class文件 CtClass userClass = pool.makeClass("User"); // 创建id属性 CtField idField = CtField.make("private Integer id;", userClass); // 创建name属性 CtField nameField = CtField.make("private Integer name;", userClass); // 添加属性 userClass.addField(idField); // 添加属性 userClass.addField(nameField); // 创建方法 CtMethod getIdMethod = CtMethod.make("public Integer getId() {return id;}", userClass); // 创建方法 CtMethod setIdMethod = CtMethod.make("public void setId(Integer id) { this.id = id; }", userClass); // 添加方法 userClass.addMethod(getIdMethod); // 添加方法 userClass.addMethod(setIdMethod); // 添加构造器 CtConstructor ctConstructor = new CtConstructor(new CtClass[] { CtClass.intType, pool.get("java.lang.String") }, userClass); // 创建Body ctConstructor.setBody(" {this.id = id;this.name = name;}"); userClass.addConstructor(ctConstructor); userClass.writeFile(); } }
运行后，会在项目根目录生成class文件：
打开User.class
// // Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA // (powered by Fernflower decompiler) // public class User { private Integer id; private Integer name; public Integer getId() { return this.id; } public void setId(Integer var1) { this.id = var1; } public User(int var1, String var2) { this.id = this.id; this.name = this.name; } }
3.4.5 使用Javassist修改类文件信息:
User.class没改之前：
// // Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA // (powered by Fernflower decompiler) // public class User { private Integer id; private Integer name; public Integer getId() { return this.id; } public void setId(Integer var1) { this.id = var1; } public User(int var1, String var2) { this.id = this.id; this.name = this.name; } }
编写代码：
import javassist.*; import java.io.IOException; import java.lang.reflect.InvocationTargetException; import java.lang.reflect.Method; public class JavassistDemo2 { public static void main(String[] args) throws NotFoundException, CannotCompileException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, SecurityException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException, IOException { ClassPool pool = ClassPool.getDefault(); // 需要加载类信息 CtClass userClass = pool.get("User"); // 需要添加的方法 CtMethod m = new CtMethod(CtClass.intType, "add", new CtClass[] { CtClass.intType, CtClass.intType }, userClass); // 方法权限 m.setModifiers(Modifier.PUBLIC); // 方法体内容 m.setBody("{System.out.println(\"JavassistDemo2\"); return $1+$2;}"); userClass.addMethod(m); userClass.writeFile(); // 使用反射技术执行方法 Class clazz = userClass.toClass(); Object obj = clazz.newInstance(); // 通过调用User 无参构造函数 Method method = clazz.getDeclaredMethod("add", int.class, int.class); Object result = method.invoke(obj, 200, 300); System.out.println(result); } }
运行后，生成User.class，里面新增了Add代码：
package com.ylw.jvm; public class User { private Integer id; private Integer name; public Integer getId() { return this.id; } public void setId(Integer var1) { this.id = var1; } public User(int var1, String var2) { this.id = this.id; this.name = this.name; } public int add(int var1, int var2) { System.out.println("JavassistDemo2"); return var1 + var2; } }
总结
