Java字节码操作之Javassist

Java的动态性两种方式实现：字节码操作和反射
运行时操作字节码可以让我们实现以下功能：

• 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）

操作字节码的优势：

• 比反射开销小，性能高
• Javassist性能高于反射，低于ASM

而常见字节码操作类库：

此次，主要介绍Javassist相关内容：
Javassist是一个开源的分析、编辑和创建Java字节码的类库，其主要的优点，在于简单，而且快速。直接使用java编码的形式，而不需要了解虚拟机指令，就能动态改变类的结构，或者动态生成类。
其中经常使用的方法：

ClassPool：javassist的类池，使用ClassPool 类可以跟踪和控制所操作的类，它的工作方式与 JVM 类装载器非常相似
CtClass： CtClass提供了类的操作，如在类中动态添加新字段、方法和构造函数、以及改变类、父类和接口的方法。
CtField：类的属性，通过它可以给类创建新的属性，还可以修改已有的属性的类型，访问修饰符等
CtMethod：类中的方法，通过它可以给类创建新的方法，还可以修改返回类型，访问修饰符等， 甚至还可以修改方法体内容代码
CtConstructor：与CtMethod类似

方法体内容代码 $1代表第一个参数，$2代表第二个参数

下面进行具体操作，使用Javassist创建类Emp：

import javassist.*;

public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
        CtClass cc = pool.makeClass("com.shsxt.bean.Emp");

        //创建属性
        CtField f1 = CtField.make("private int empno;",cc);
        CtField f2 = CtField.make("private String ename;",cc);
        cc.addField(f1);
        cc.addField(f2);

        //创建方法
        CtMethod m1=CtMethod.make("public int getEmpno(){return empno;}",cc);
        CtMethod m2=CtMethod.make("public void setEmpno(int empno){this.empno=empno;}",cc);
        cc.addMethod(m1);
        cc.addMethod(m2);

        //添加构造器
        CtConstructor constructor = new CtConstructor(new CtClass[]{CtClass.intType,pool.get("java.lang.String")},cc);
        constructor.setBody("{this.empno = empno;this.ename=ename;}");
        cc.addConstructor(constructor);

        cc.writeFile("E");//将上面构造好的类写入E盘
        System.out.println("生成类成功");
    }
}

下面使用Javassist对某个类进行操作，首先创建一个将要操作的类Emp:

public class Emp {
    private int empno;
    private String ename;

    public int getEmpno() {
        return empno;
    }

    public void setEmpno(int empno) {
        this.empno = empno;
    }

    public String getEname() {
        return ename;
    }

    public void setEname(String ename) {
        this.ename = ename;
    }

    public Emp(int empno, String ename) {
        this.empno = empno;
        this.ename = ename;
    }
    public Emp(){}
    public void sayHello(int a){
        System.out.println("say hello,"+a);
    }
}

然后，对Emp类进行相关操作：

import javassist.*;

import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Arrays;

/*
* 测试javassist的API
* */
public class Demo03 {
    /*处理类的基本用法*/
    public static void test01() throws Exception {
        ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
        CtClass cc = pool.get("com.shsxt.server.Emp");

        byte[] bytes = cc.toBytecode();
        System.out.println(Arrays.toString(bytes));
        System.out.println(cc.getName());//获取类名
        System.out.println(cc.getSimpleName());//获取简要类名
        System.out.println(cc.getSuperclass());//获得父类
        System.out.println(cc.getInterfaces());//获得接口
    }
    /*测试产生新方法*/
    public static  void test02() throws Exception {
        ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
        CtClass cc = pool.get("com.shsxt.server.Emp");

        // 方法一
        //CtMethod m = CtNewMethod.make("public int add(int a,int b){return a+b;}",cc);

        // 方法二
        //CtClass.intType:返回值类型   "add":方法名称
        // new CtClass[]{CtClass.intType,CtClass.intType}：传递的参数类型
        CtMethod m = new CtMethod(CtClass.intType,"add",new CtClass[]{CtClass.intType,CtClass.intType},cc);
        //声明方法类型为公开的
        m.setModifiers(Modifier.PUBLIC);
        //设置方法中的方法体
        //m.setBody("{System.out.println(\"hahaha\");return a+b;}");
        //由于上面定义并未制定a、b，所以使用return a+b; 会报错
        //解决方法：使用$0表示this  $1表示第一个参数  $2表示第二个参数
        m.setBody("{System.out.println(\"hahaha\");return $1+$2;}");
        cc.addMethod(m);

        //通过反射调用新生成的方法
        Class clazz = cc.toClass();

        //jdk9.0之后newInstance方法已过时
        //Object obj = clazz.newInstance();
        //新的创建反射对象方法
        Object obj = clazz.getConstructor().newInstance();//通过调用Emp无参构造器，创建新的Emp对象
        //获得反射对象方法
        Method method = clazz.getDeclaredMethod("add",int.class,int.class);
        //对方法进行赋值
        Object result=method.invoke(obj,200,300);
        System.out.println(result);
    }

    //修改已有的方法的信息，修改方法的内容
    public static void test03() throws Exception {
        ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
        CtClass cc = pool.get("com.shsxt.server.Emp");

        CtMethod cm = cc.getDeclaredMethod("sayHello",new CtClass[]{CtClass.intType});
        //在sayHello方法的前面加内容
        cm.insertBefore("System.out.println($1);System.out.println(\"start...\");");

        //在sayHello方法的后面加内容
        cm.insertAfter("System.out.println(\"end...\");");
        //通过反射调用新生成的方法
        Class clazz = cc.toClass();
        Object obj = clazz.getConstructor().newInstance();//通过调用Emp无参构造器，创建新的Emp对象
        //获得反射对象方法
        Method method = clazz.getDeclaredMethod("sayHello",int.class);
        //对方法进行赋值
        Object result=method.invoke(obj,200);
        System.out.println(result);
    }

    //属性操作
    public static void test04() throws Exception {
        ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
        CtClass cc = pool.get("com.shsxt.server.Emp");

        //CtField  f1 = CtField.make("private int empno;",cc);
        CtField f1 = new CtField(CtClass.intType,"salary",cc);
        f1.setModifiers(Modifier.PUBLIC);
        cc.addField(f1);

        cc.getDeclaredField("ename");//获取指定的属性

        //增加相应的set和get方法
        cc.addMethod(CtNewMethod.getter("getSalary",f1));
        cc.addMethod(CtNewMethod.setter("setSalary",f1));
    }
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //test01();
        //test02();
        test03();
    }
}