Java字节码增强技术
Java字节码增强技术
简单介绍下几种java字节码增强技术。
ASM
ASM是一个Java字节码操控框架,它能被用来动态生成类或者增强既有类的功能。ASM可以直接产生class文件,也可以在类被加载入Java虚拟机之前动态改变类行为。ASM从类文件中读入信息后,能够改变类行为,分析类信息,甚至能够根据用户要求生成新类。
主页:https://asm.ow2.io/index.html
ASM框架中的核心类有以下几个:
① ClassReader:该类用来解析编译过的class字节码文件。
② ClassWriter:该类用来重新构建编译后的类,比如说修改类名、属性以及方法,甚至可以生成新的类的字节码文件。
③ ClassAdapter:该类也实现了ClassVisitor接口,它将对它的方法调用委托给另一个ClassVisitor对象。
参考代码:
import java.io.File;import java.io.FileNotFoundException;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;import org.objectweb.asm.ClassWriter;import org.objectweb.asm.Opcodes;public class GeneratorClass { public static void main(String[] args) throws IOException { //生成一个类只需要ClassWriter组件即可 ClassWriter cw = new ClassWriter(0); //通过visit方法确定类的头部信息 cw.visit(Opcodes.V1_5, Opcodes.ACC_PUBLIC+Opcodes.ACC_ABSTRACT+Opcodes.ACC_INTERFACE, "com/asm3/Comparable", null, "java/lang/Object", new String[]{"com/asm3/Mesurable"}); //定义类的属性 cw.visitField(Opcodes.ACC_PUBLIC+Opcodes.ACC_FINAL+Opcodes.ACC_STATIC, "LESS", "I", null, new Integer(-1)).visitEnd(); cw.visitField(Opcodes.ACC_PUBLIC+Opcodes.ACC_FINAL+Opcodes.ACC_STATIC, "EQUAL", "I", null, new Integer(0)).visitEnd(); cw.visitField(Opcodes.ACC_PUBLIC+Opcodes.ACC_FINAL+Opcodes.ACC_STATIC, "GREATER", "I", null, new Integer(1)).visitEnd(); //定义类的方法 cw.visitMethod(Opcodes.ACC_PUBLIC+Opcodes.ACC_ABSTRACT, "compareTo", "(Ljava/lang/Object;)I", null, null).visitEnd(); cw.visitEnd(); //使cw类已经完成 //将cw转换成字节数组写到文件里面去 byte[] data = cw.toByteArray(); File file = new File("D://Comparable.class"); FileOutputStream fout = new FileOutputStream(file); fout.write(data); fout.close(); } }
Javassist
Javassist是一个开源的分析、编辑和创建Java字节码的类库。
它已加入了开放源代码JBoss应用服务器项目,通过使用Javassist对字节码操作为JBoss实现动态"AOP"框架。
主页:http://www.javassist.org/
利用Javassist实现字节码增强时,可以无须关注字节码刻板的结构,其优点就在于编程简单。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。其中最重要的是ClassPool、CtClass、CtMethod、CtField这四个类:
CtClass(compile-time class):编译时类信息,它是一个class文件在代码中的抽象表现形式,可以通过一个类的全限定名来获取一个CtClass对象,用来表示这个类文件。
ClassPool:从开发视角来看,ClassPool是一张保存CtClass信息的HashTable,key为类名,value为类名对应的CtClass对象。当我们需要对某个类进行修改时,就是通过pool.getCtClass(“className”)方法从pool中获取到相应的CtClass。
CtMethod、CtField:这两个比较好理解,对应的是类中的方法和属性。
参考代码:
import javassist.*;public class CreatePerson { public static void createPseson() throws Exception { ClassPool pool = ClassPool.getDefault(); // 1. 创建一个空类 CtClass cc = pool.makeClass("com.test.javassist.Person"); // 2. 新增一个字段 private String name; // 字段名为name CtField param = new CtField(pool.get("java.lang.String"), "name", cc); // 访问级别是 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. 添加无参的构造函数 CtConstructor cons = new CtConstructor(new CtClass[]{}, cc); cons.setBody("{name = \"xiaohong\";}"); cc.addConstructor(cons); // 5. 添加有参的构造函数 cons = new CtConstructor(new CtClass[]{pool.get("java.lang.String")}, cc); // $0=this / $1,$2,$3... 代表方法参数 cons.setBody("{$0.name = $1;}"); cc.addConstructor(cons); // 6. 创建一个名为printName方法,无参数,无返回值,输出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); //这里会将这个创建的类对象编译为.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(); } } }
Byte Buddy
Byte Buddy是一个代码生成和操作库,用于在Java应用程序运行时创建和修改Java类,而无需编译器的帮助。
除了Java类库附带的代码生成实用程序外,Byte Buddy还允许创建任意类,并且不限于实现用于创建运行时代理的接口。
此外,Byte Buddy提供了一种方便的API,可以使用Java代理或在构建过程中手动更改类。
主页:https://bytebuddy.net/#/
参考代码:
Class<?> dynamicType = new ByteBuddy() .subclass(Object.class) .method(ElementMatchers.named("toString")) .intercept(FixedValue.value("Hello World!")) .make() .load(getClass().getClassLoader()) .getLoaded(); assertThat(dynamicType.newInstance().toString(), is("Hello World!"));
JVM-SANDBOX
JVM沙箱容器,一种JVM的非侵入式运行期AOP解决方案:
动态增强类你所指定的类,获取你想要的参数和行信息甚至改变方法执行。
动态可插拔容器框架。
主页:https://github.com/alibaba/jvm-sandbox
参考:
https://www.jianshu.com/p/b72f66da679f
https://tech.meituan.com/2019/09/05/java-bytecode-enhancement.html
作者:阿凡卢
出处:http://www.cnblogs.com/luxiaoxun/
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来源https://www.cnblogs.com/luxiaoxun/p/15075778.html