一個(gè)牛逼的 Java 字節(jié)碼類庫！
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作者：rickiyang
出處：www.cnblogs.com/rickiyang/p/11336268.html
Java 字節(jié)碼以二進(jìn)制的形式存儲(chǔ)在 .class 文件中，每一個(gè) .class 文件包含一個(gè) Java 類或接口。
Javassist 就是一個(gè)用來處理 Java 字節(jié)碼的類庫。它可以在一個(gè)已經(jīng)編譯好的類中添加新的方法，或者是修改已有的方法，并且不需要對(duì)字節(jié)碼方面有深入的了解。同時(shí)也可以去生成一個(gè)新的類對(duì)象，通過完全手動(dòng)的方式。
1. 使用 Javassist 創(chuàng)建一個(gè) class 文件
首先需要引入jar包：
<dependency>
<groupId>org.javassist</groupId>
<artifactId>javassist</artifactId>
<version>3.25.0-GA</version>
</dependency>
package com.rickiyang.learn.javassist;
import javassist.*;
/**
* @author rickiyang
* @date 2019-08-06
* @Desc
*/
public class CreatePerson {
/**
* 創(chuàng)建一個(gè)Person 對(duì)象
*
* @throws Exception
*/
public static void createPseson() throws Exception {
ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
// 1. 創(chuàng)建一個(gè)空類
CtClass cc = pool.makeClass("com.rickiyang.learn.javassist.Person");
// 2. 新增一個(gè)字段 private String name;
// 字段名為name
CtField param = new CtField(pool.get("java.lang.String"), "name", cc);
// 訪問級(jí)別是 private
param.setModifiers(Modifier.PRIVATE);
// 初始值是 "xiaoming"
cc.addField(param, CtField.Initializer.constant("xiaoming"));
// 3. 生成 getter、setter 方法
cc.addMethod(CtNewMethod.setter("setName", param));
cc.addMethod(CtNewMethod.getter("getName", param));
// 4. 添加無參的構(gòu)造函數(shù)
CtConstructor cons = new CtConstructor(new CtClass[]{}, cc);
cons.setBody("{name = \"xiaohong\";}");
cc.addConstructor(cons);
// 5. 添加有參的構(gòu)造函數(shù)
cons = new CtConstructor(new CtClass[]{pool.get("java.lang.String")}, cc);
// $0=this / $1,$2,$3... 代表方法參數(shù)
cons.setBody("{$0.name = $1;}");
cc.addConstructor(cons);
// 6. 創(chuàng)建一個(gè)名為printName方法，無參數(shù)，無返回值，輸出name值
CtMethod ctMethod = new CtMethod(CtClass.voidType, "printName", new CtClass[]{}, cc);
ctMethod.setModifiers(Modifier.PUBLIC);
ctMethod.setBody("{System.out.println(name);}");
cc.addMethod(ctMethod);
//這里會(huì)將這個(gè)創(chuàng)建的類對(duì)象編譯為.class文件
cc.writeFile("/Users/yangyue/workspace/springboot-learn/java-agent/src/main/java/");
}
public static void main(String[] args) {
try {
createPseson();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
執(zhí)行上面的 main 函數(shù)之后，會(huì)在指定的目錄內(nèi)生成 Person.class 文件：
//
// Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA
// (powered by Fernflower decompiler)
//
package com.rickiyang.learn.javassist;
public class Person {
private String name = "xiaoming";
public void setName(String var1) {
this.name = var1;
}
public String getName() {
return this.name;
}
public Person() {
this.name = "xiaohong";
}
public Person(String var1) {
this.name = var1;
}
public void printName() {
System.out.println(this.name);
}
}
在 Javassist 中，類 Javaassit.CtClass 表示 class 文件。一個(gè) GtClass (編譯時(shí)類）對(duì)象可以處理一個(gè) class 文件，ClassPool是 CtClass 對(duì)象的容器。它按需讀取類文件來構(gòu)造 CtClass 對(duì)象，并且保存 CtClass 對(duì)象以便以后使用。
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需要注意的是 ClassPool 會(huì)在內(nèi)存中維護(hù)所有被它創(chuàng)建過的 CtClass，當(dāng) CtClass 數(shù)量過多時(shí)，會(huì)占用大量的內(nèi)存，API中給出的解決方案是 有意識(shí)的調(diào)用CtClass的detach()方法以釋放內(nèi)存。
ClassPool需要關(guān)注的方法：
getDefault : 返回默認(rèn)的 ClassPool是單例模式的，一般通過該方法創(chuàng)建我們的ClassPool；appendClassPath, insertClassPath : 將一個(gè) ClassPath加到類搜索路徑的末尾位置 或 插入到起始位置。通常通過該方法寫入額外的類搜索路徑，以解決多個(gè)類加載器環(huán)境中找不到類的尷尬；toClass : 將修改后的CtClass加載至當(dāng)前線程的上下文類加載器中，CtClass的 toClass方法是通過調(diào)用本方法實(shí)現(xiàn)。需要注意的是一旦調(diào)用該方法，則無法繼續(xù)修改已經(jīng)被加載的class；get , getCtClass : 根據(jù)類路徑名獲取該類的CtClass對(duì)象，用于后續(xù)的編輯。
CtClass需要關(guān)注的方法：
freeze : 凍結(jié)一個(gè)類，使其不可修改； isFrozen : 判斷一個(gè)類是否已被凍結(jié)； prune : 刪除類不必要的屬性，以減少內(nèi)存占用。調(diào)用該方法后，許多方法無法將無法正常使用，慎用； defrost : 解凍一個(gè)類，使其可以被修改。如果事先知道一個(gè)類會(huì)被defrost， 則禁止調(diào)用 prune 方法； detach : 將該class從ClassPool中刪除； writeFile : 根據(jù)CtClass生成 .class文件；toClass : 通過類加載器加載該CtClass。
上面我們創(chuàng)建一個(gè)新的方法使用了CtMethod類。CtMthod代表類中的某個(gè)方法，可以通過CtClass提供的API獲取或者CtNewMethod新建，通過CtMethod對(duì)象可以實(shí)現(xiàn)對(duì)方法的修改。
這個(gè)資料分享給你：Spring Boot 學(xué)習(xí)筆記。
CtMethod中的一些重要方法：
insertBefore : 在方法的起始位置插入代碼； insterAfter : 在方法的所有 return 語句前插入代碼以確保語句能夠被執(zhí)行，除非遇到exception； insertAt : 在指定的位置插入代碼； setBody : 將方法的內(nèi)容設(shè)置為要寫入的代碼，當(dāng)方法被 abstract修飾時(shí)，該修飾符被移除； make : 創(chuàng)建一個(gè)新的方法。
注意到在上面代碼中的：setBody()的時(shí)候我們使用了一些符號(hào)：
// $0=this / $1,$2,$3... 代表方法參數(shù)
cons.setBody("{$0.name = $1;}");
具體還有很多的符號(hào)可以使用，但是不同符號(hào)在不同的場(chǎng)景下會(huì)有不同的含義，所以在這里就不在贅述，可以看javassist 的說明文檔：http://www.javassist.org/tutorial/tutorial2.html。
Java 核心技術(shù)教程和示例源碼：https://github.com/javastacks/javastack
2. 調(diào)用生成的類對(duì)象
1. 通過反射的方式調(diào)用
上面的案例是創(chuàng)建一個(gè)類對(duì)象然后輸出該對(duì)象編譯完之后的 .class 文件。那如果我們想調(diào)用生成的類對(duì)象中的屬性或者方法應(yīng)該怎么去做呢？javassist也提供了相應(yīng)的api，生成類對(duì)象的代碼還是和第一段一樣，將最后寫入文件的代碼替換為如下：
// 這里不寫入文件，直接實(shí)例化
Object person = cc.toClass().newInstance();
// 設(shè)置值
Method setName = person.getClass().getMethod("setName", String.class);
setName.invoke(person, "cunhua");
// 輸出值
Method execute = person.getClass().getMethod("printName");
execute.invoke(person);
然后執(zhí)行main方法就可以看到調(diào)用了 printName方法。另外，微信搜索Java技術(shù)棧，在后臺(tái)發(fā)送：面試，可以獲取我整理的 Java 系列面試題和答案，非常齊全。
2. 通過讀取 .class 文件的方式調(diào)用
ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
// 設(shè)置類路徑
pool.appendClassPath("/Users/yangyue/workspace/springboot-learn/java-agent/src/main/java/");
CtClass ctClass = pool.get("com.rickiyang.learn.javassist.Person");
Object person = ctClass.toClass().newInstance();
// ...... 下面和通過反射的方式一樣去使用
3. 通過接口的方式
上面兩種其實(shí)都是通過反射的方式去調(diào)用，問題在于我們的工程中其實(shí)并沒有這個(gè)類對(duì)象，所以反射的方式比較麻煩，并且開銷也很大。那么如果你的類對(duì)象可以抽象為一些方法得合集，就可以考慮為該類生成一個(gè)接口類。這樣在newInstance()的時(shí)候我們就可以強(qiáng)轉(zhuǎn)為接口，可以將反射的那一套省略掉了。
還拿上面的Person類來說，新建一個(gè)PersonI接口類：
package com.rickiyang.learn.javassist;
/**
* @author rickiyang
* @date 2019-08-07
* @Desc
*/
public interface PersonI {
void setName(String name);
String getName();
void printName();
}
ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
pool.appendClassPath("/Users/yangyue/workspace/springboot-learn/java-agent/src/main/java/");
// 獲取接口
CtClass codeClassI = pool.get("com.rickiyang.learn.javassist.PersonI");
// 獲取上面生成的類
CtClass ctClass = pool.get("com.rickiyang.learn.javassist.Person");
// 使代碼生成的類，實(shí)現(xiàn) PersonI 接口
ctClass.setInterfaces(new CtClass[]{codeClassI});
// 以下通過接口直接調(diào)用 強(qiáng)轉(zhuǎn)
PersonI person = (PersonI)ctClass.toClass().newInstance();
System.out.println(person.getName());
person.setName("xiaolv");
person.printName();
2. 修改現(xiàn)有的類對(duì)象
前面說到新增一個(gè)類對(duì)象。這個(gè)使用場(chǎng)景目前還沒有遇到過，一般會(huì)遇到的使用場(chǎng)景應(yīng)該是修改已有的類。比如常見的日志切面，權(quán)限切面。我們利用javassist來實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。
package com.rickiyang.learn.javassist;
/**
* @author rickiyang
* @date 2019-08-07
* @Desc
*/
public class PersonService {
public void getPerson(){
System.out.println("get Person");
}
public void personFly(){
System.out.println("oh my god,I can fly");
}
}
package com.rickiyang.learn.javassist;
import javassist.ClassPool;
import javassist.CtClass;
import javassist.CtMethod;
import javassist.Modifier;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* @author rickiyang
* @date 2019-08-07
* @Desc
*/
public class UpdatePerson {
public static void update() throws Exception {
ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
CtClass cc = pool.get("com.rickiyang.learn.javassist.PersonService");
CtMethod personFly = cc.getDeclaredMethod("personFly");
personFly.insertBefore("System.out.println(\"起飛之前準(zhǔn)備降落傘\");");
personFly.insertAfter("System.out.println(\"成功落地。。。。\");");
//新增一個(gè)方法
CtMethod ctMethod = new CtMethod(CtClass.voidType, "joinFriend", new CtClass[]{}, cc);
ctMethod.setModifiers(Modifier.PUBLIC);
ctMethod.setBody("{System.out.println(\"i want to be your friend\");}");
cc.addMethod(ctMethod);
Object person = cc.toClass().newInstance();
// 調(diào)用 personFly 方法
Method personFlyMethod = person.getClass().getMethod("personFly");
personFlyMethod.invoke(person);
//調(diào)用 joinFriend 方法
Method execute = person.getClass().getMethod("joinFriend");
execute.invoke(person);
}
public static void main(String[] args) {
try {
update();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
在personFly方法前后加上了打印日志。然后新增了一個(gè)方法joinFriend。執(zhí)行main函數(shù)可以發(fā)現(xiàn)已經(jīng)添加上了。
另外需要注意的是：上面的insertBefore() 和 setBody()中的語句，如果你是單行語句可以直接用雙引號(hào)，但是有多行語句的情況下，你需要將多行語句用{}括起來。javassist只接受單個(gè)語句或用大括號(hào)括起來的語句塊。
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