動態字節碼技術 javassist 初探

字節碼應用場景
AOP 技術、Lombok 去除重復代碼插件、動態修改 class 文件等
字節碼技術優勢
Java 字節碼增強指的是在 Java 字節碼生成之后，對其進行修改，增強其功能，這種方式相當于對應用程序的二進制文件進行修改，Java 字節碼增強主要是為了減少冗余代碼，提高性能等 實現字節碼增強的主要步驟為：
修改字節碼，在內存中獲取到原來的字節碼，然后通過一些工具（如 ASM，Javaasist）來修改它的byte[]數組，得到一個新的byte數組
使修改后的字節碼生效

自定義 ClassLoader 來加載修改后的字節碼
替換掉原來的字節碼，在 JVM 加載用戶的 Class 時，攔截，返回修改后的字節碼，或者在運行時，使用Instrumentation.redefineClasses 方法來替換掉原來的字節碼
常見的字節碼操作類庫
BCEL
Byte Code Engineering Library(BCEL)，這是Apache Software Foundation的 Jakarta 項目的一部分，BCEL 是 Java classworking 廣泛使用的一種框架，它可以讓您深入jvm匯編語言進行類庫操作的細節，BCEL 與 javassist 有不同的處理字節碼方法，BCEL 在實際的 JVM 指令層次上進行操作（BCEL 擁有豐富的 JVM 指令集支持）而 javassist 所強調的是源代碼級別的工作
ASM
是一個輕量級 Java 字節碼操作框架，直接涉及到JVM底層的操作和指令，高性能，高質量
CGLB
生成類庫，基于ASM實現
javassist
是一個開源的分析、編輯和創建 Java 字節碼的類庫，性能較 ASM 差，跟 CGLIB 差不多，但是使用簡單，很多開源框架都在使用它
Javassist 中最為重要的是 ClassPool、CtClass 、CtMethod、CtField
ClassPool：一個基于HashMap實現的 CtClass 對象容器，其中鍵是類名稱，值是表示該類的 CtClass 對象，默認的ClassPool 使用與底層 JVM 相同的類路徑，因此在某些情況下，可能需要向 ClassPool 添加類路徑或類字節
CtClass：表示一個類，這些 CtClass 對象可以從 ClassPool 獲得
CtMethods：表示類中的方法
CtFields ：表示類中的字段
優勢：
比反射開銷小、性能高
操作字節碼可以動態生成新的類，動態修改類（添加、刪除、修改屬性或方法）
javassist 外層 API 和反射類似
主要有 CtClass、CtMethod、CtField 組成，執行反射中的 java.lang.Class、java.lang.reflect.Method、 java.lang.reflect.Method .Field 中的操作
劣勢：
不支持 JDK5 的新語法，包括泛型、枚舉，不支持注解修改
不支持數組初始化
不支持內部類和匿名類
不支持 continue 和 break
動態創建類
public static void main(String[] args) throws CannotCompileException, NotFoundException, IOException {
ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
// 創建User
CtClass userClass = pool.makeClass("com.kernel.entity.User");
// 創建屬性
CtField nameField = CtField.make("private String name;", userClass);
CtField ageField = CtField.make("private Integer age;", userClass);
// 添加屬性
userClass.addField(nameField);
userClass.addField(ageField);
// 創建方法
CtMethod getName = CtMethod.make("public String getName() {return name;}", userClass);
CtMethod setName = CtMethod.make("public void setName(String name) {this.name = name;}", userClass);
// 添加方法
userClass.addMethod(getName);
userClass.addMethod(setName);
// 創建構造器
CtConstructor constructor = new CtConstructor(new CtClass[]{pool.get("java.lang.String"), pool.get("java.lang.Integer")}, userClass);
// 設置內容
constructor.setBody("{this.name = name;this.age = age;}");
// 添加構造器
userClass.addConstructor(constructor);
userClass.writeFile("D:\Codes\Java\Performance\jvm-day03\src\main\java\com\kernel\test");
}
動態添加并執行方法
public static void main(String[] args) {
try {
ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
// 讀取com.kernel.User
CtClass userClass = pool.get("com.kernel.User");
// 創建方法，設置方法返回值
CtMethod method = new CtMethod(CtClass.voidType, "sum", new CtClass[] { CtClass.intType, CtClass.intType },
userClass);
// 設置方法內容
method.setBody("{System.out.println(\"sun:\" + ($1 + $2));}");
// 添加方法
userClass.addMethod(method);
userClass.writeFile("D:\Codes\Java\Performance\jvm-day03\src\main\java\com\kernel\test");
// 動態執行方法
Class clazz = userClass.toClass();
Object newInstance = clazz.newInstance();
// 獲得方法
Method sumMethod = clazz.getDeclaredMethod("sum", int.class, int.class);
sumMethod.invoke(newInstance, 2, 5);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}