Java ASM介紹

一、什么是ASM

      首先看下官方中的說明 ASM a very small and fast Java bytecode manipulation framework。

      ASM是一個JAVA字節碼分析、創建和修改的開源應用框架。它可以動態生成二進制格式的stub類或其他代理類，或者在類被JAVA虛擬機裝入內存之前，動態修改類。在ASM中提供了諸多的API用於對類的內容進行字節碼操作的方法。與傳統的BCEL和SERL不同，在ASM中提供了更為優雅和靈活的操作字節碼的方式。ASM相當小巧，並且它有更高的執行效率，是BCEL的7倍，SERP的11倍以上(摘自網絡，具體沒有測試)。目前ASM已被廣泛的開源應用架構所使用，例如：Spring、Hibernate等。

二、ASM能做什么

      我們都知道，一般情況下，Class文件是通過javac編譯器產生的，然后通過類加載器加載到虛擬機內，再通過執行引擎去執行。現在我們可以通過ASM的API直接生成符合Java虛擬機規范的Class字節流，這樣，ASM做的事情一定程度上正是javac解釋器做的工作。

     可以說ASM分析一個類、從字節碼角度創建一個類、修改一個已經被編譯過的類文件。

     那么，我們就可以通過ASM來實現諸如代碼生成，代碼混淆，代碼轉換等等以字節碼為操作目標的工作

三、Java二進制(class)文件的格式

     要想駕馭ASM，先要了解一下JAVA的CLASS文件格式。JAVA的CLASS文件通常是樹型結構。根節點包含以下元素：

• ConstantPool：符號表；
• FieldInfo：類中的成員變量信息；
• MethodInfo：類中的方法描述；
• Attribute：可選的附加節點。

      FieldInfo節點包含成員變量的名稱，諸如public,private,static等的標志。

      ConstantValue屬性用來存儲靜態的不變的成員變量的值。

      Deprecated和Synthetic被用來標記一個成員變量是不被推薦的或由編譯器生成的。

      MethodInfo節點包含方法的名稱，參數的類型和和它的返回值，方法是公有的，私有的或靜態的等標志。

      MethodInfo包含可選的附加屬性，其中最重要的是Code屬性，它包含非抽象的方法的代碼。

      Exceptions屬性包含方法將拋出的Exception的名稱。

      Deprecated和Synthetic屬性的信息同上面的FieldInfo的定義一樣。

      根節點的可選屬性有SourceFile，InnerClasses和Deprecated。

      SourceFile用來存儲被編譯成字節碼的源代碼文件的原始名稱;

      InnerClasses存儲內部類的信息。由於這些屬性的存在，java 的類格式是可以擴展的，也就是說可以在一個class中 附加一些非標准的屬性, java虛擬機會忽略這些不可識別的屬性，正常的加載這個class。

      ConstantPool是一個由數字或字符串常量的索引組成的隊列，或由此類的樹的其他節點引用的，由其他對象創建的被引用常量的索引組成的隊列。這個表的目標是為了減少冗余。例如，FieldInfo節點不包含節點的名稱，只包含它在這一表中的索引。同樣的，GETFIELD和PUTFIELD不直接包含成員變量的名稱，只包含名稱的索引。

 

初試ASM（hello world）:

package com.sunchao.asm;

import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;

import org.objectweb.asm.ClassWriter;
import org.objectweb.asm.MethodVisitor;
import org.objectweb.asm.Opcodes;

/**
 * the hello world byte code generate 
 * by asm.
 * @author Administrator
 *
 */
public class HelloWorld {
    
    public static void main(String args[]) throws Exception {
        ClassWriter classWriter = new ClassWriter(0);
        String className = "com/sunchao/asm/HelloWorld";
        classWriter.visit(Opcodes.V1_5, Opcodes.ACC_PUBLIC, className, null, 
                                          "java/lang/Object", null);
        
        
        MethodVisitor initVisitor = classWriter.visitMethod(Opcodes.ACC_PUBLIC, "<init>",
                                           "()V", null, null);
        initVisitor.visitCode();
        initVisitor.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 0);
        initVisitor.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKESPECIAL, "java/lang/Object", "<init>", 
                                            "V()");
        initVisitor.visitInsn(Opcodes.RETURN);
        initVisitor.visitMaxs(1, 1);
        initVisitor.visitEnd();
        
        MethodVisitor helloVisitor = classWriter.visitMethod(Opcodes.ACC_PUBLIC, "sayHello", 
                                           "()V;", null, null);
        helloVisitor.visitCode();
        helloVisitor.visitFieldInsn(Opcodes.GETSTATIC, "java/lang/System", "out", 
                                             "Ljava/io/PrintStream;");
        helloVisitor.visitLdcInsn("hello world!");
        helloVisitor.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKEVIRTUAL, "java/io/PrintStream", 
                                                "println", "(Ljava/lang/String;)V");
        helloVisitor.visitInsn(Opcodes.RETURN);
        helloVisitor.visitMaxs(1, 1);
        helloVisitor.visitEnd();
        
        classWriter.visitEnd();
        byte[] code = classWriter.toByteArray();
        File file = new File("D:\\HelloWorld.class");
        FileOutputStream output = new FileOutputStream(file);
        output.write(code);
        output.close();
    }

}