一、位元組碼操作

1.Java動態性的兩種常見實現方式：

• 位元組碼操作
• 反射

2.執行時操作位元組碼可以實現如下功能：

• 動態生成新的類
• 動態改變某個類的結構(新增/刪除/修改 新的屬性/方法)

3.優勢：

• 比反射開銷小，效能高
• Javaasist效能高於反射，低於ASM

二、常見的位元組碼操作類庫

1.BCEL

Byte Code Engineering Library(BCEL)，這是Apache Software Foundation的Jakarta專案的一部分。BCEL是Java classworking 廣泛使用的一種框架，它可以讓您深入jvm組合語言進行類庫操作的細節。BCEL與javassist有不同的處理位元組碼方法，BCEL在實際的jvm指令層次上進行操作(BCEL擁有豐富的jvm指令集支援) 而javassist所強調的是原始碼級別的工作。

2.ASM

是一個輕量級Java位元組碼操作框架，直接涉及到JVM底層的操作和指令
高效能，高質量

3.CGLB(code generation library)

 生成類庫，基於ASM實現

4.javassist

是一個開源的分析，編輯和建立Java位元組碼的類庫。效能較ASM差，跟cglib差不多，但是使用簡單。很多開源框架都在使用它。
主頁： http://www.csg.ci.i.u-tokyo.ac.jp/~chiba/javassist/

三、javassist庫的API詳解

• javassist的最外層的API和java的反射包中的API及其類似
• 它主要有CtClass, CtMethod,CtField幾個類組成，用於執行和JDK反射API中java.lang.Class, java.lang,reflect.Method,java.lang.reflect.Method.Field相同的操作

(1):建立一個類

程式碼：

public class JavassistTest {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
		CtClass cc = pool.makeClass("bean.User");
		
		//建立屬性
		CtField field01 = CtField.make("private int id;",cc);
		CtField field02 = CtField.make("private String name;", cc);
		cc.addField(field01);
		cc.addField(field02);

		//建立方法
		CtMethod method01 = CtMethod.make("public String getName(){return name;}", cc);
		CtMethod method02 = CtMethod.make("public void setName(String name){this.name = name;}", cc);
		cc.addMethod(method01);
		cc.addMethod(method02);
		
		//新增有參構造器
		CtConstructor constructor = new CtConstructor(new CtClass[]{CtClass.intType,pool.get("java.lang.String")},cc);
		constructor.setBody("{this.id=id;this.name=name;}");
		cc.addConstructor(constructor);
		//無參構造器
		CtConstructor cons = new CtConstructor(null,cc);
		cons.setBody("{}");
		cc.addConstructor(cons);
		
		cc.writeFile("E:/workspace/TestCompiler/src");
	}

}
 

注意：無參構造器和有參構造器

(2):方法操作：

• 修改已有的方法體（插入程式碼到已有方法體）
• 新增方法
• 刪除方法

$0 $1 $2	$0代表是this, $1代表方法引數的第一個引數，$2代表方法引數的第二個引數，以此類推，$N代表方法引數的第N個
$args	The type of $args is OBject[]. $args(0)對應的是$1，不是$0
$$	一個方法呼叫的深度
$r	方法返回值的型別
$_	方法返回值。(修改方法體時不支援)
addCatch()	方法中加入try catch塊  $e代表 異常物件
$class	this的型別(Class)。也就是$0的型別
$sig	方法引數的型別(Class)陣列，陣列的順序。

(3):屬性操作

(4):構造方法操作

getConstructors()

(5)註解操作

public @interface Author{

String name();

int year();

}

@Author(name="over",year=2012)
public class Point{int x,int y;}

CtClass cc=ClassPool.getDefault().get("Point");
Object[] all = cc.getAnnotations();
Author a =(Author)all[0];
String name = a.name();
int year = a.year();
System.out.println(name+":"+year);

四、侷限性：

1. JDK5.0新語法不支援(包括泛型，列舉)，不支援註解修改，但可以通過底層的javassist類來解決，具體參考：javassist,bytecode.annotation
2. 不支援陣列的初始化，如String[]{"a","b"},除非只有陣列的容量為1
3. 不支援內部類和匿名類
4. 不支援continue和break 表示式
5. 對於繼承關係，有些不支援 。例如

class A{}
class B extends A{}
Class C extends B{}

查資料： javassist與反射的效能比較

Demo:

public class Demo01 {
	//獲取類的簡單資訊
	public static void test01() throws Exception{
		ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
		CtClass cc = pool.get("bean.User");
		
		//得到位元組碼
		byte[] bytes = cc.toBytecode();
		System.out.println(Arrays.toString(bytes));
	
		System.out.println(cc.getName());//獲取類名
		System.out.println(cc.getSimpleName());//獲取簡要類名
		System.out.println(cc.getSuperclass());//獲取父類
		System.out.println(cc.getInterfaces());//獲取介面
		System.out.println(cc.getMethods());//獲取
	}
	
	//新生成一個方法
	public static void test02() throws Exception{
		ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
		CtClass cc = pool.get("bean.User");
		
		//第一種
		//CtMethod cm = CtMethod.make("public String getName(){return name;}", cc);
		//第二種
		//引數：返回值型別，方法名，引數，物件
		CtMethod cm = new CtMethod(CtClass.intType,"add",new CtClass[]{CtClass.intType,CtClass.intType},cc);
		cm.setModifiers(Modifier.PUBLIC);//訪問範圍
		cm.setBody("{return $1+$2;}");
		
		//cc.removeMethod(m) 刪除一個方法
		cc.addMethod(cm);
		//通過反射呼叫方法
		Class clazz = cc.toClass();
		Object obj = clazz.newInstance();//通過呼叫無參構造器，生成新的物件
		Method m = clazz.getDeclaredMethod("add", int.class,int.class);
		Object result = m.invoke(obj, 2,3);
		System.out.println(result);
	}
	
	//修改已有的方法
	public static void test03() throws Exception{
		ClassPool pool  = ClassPool.getDefault();
		CtClass cc = pool.get("bean.User");
		
		CtMethod cm = cc.getDeclaredMethod("hello",new CtClass[]{pool.get("java.lang.String")});
		cm.insertBefore("System.out.println(\"呼叫前\");");//呼叫前
		cm.insertAt(29, "System.out.println(\"29\");");//行號
		cm.insertAfter("System.out.println(\"呼叫後\");");//呼叫後
		
		//通過反射呼叫方法
		Class clazz = cc.toClass();
		Object obj = clazz.newInstance();
		Method m = clazz.getDeclaredMethod("hello", String.class);
		Object result = m.invoke(obj, "張三");
		System.out.println(result);		
	}
	
	//修改已有屬性
	public static void test04() throws Exception{
		ClassPool pool  = ClassPool.getDefault();
		CtClass cc = pool.get("bean.User");
		
		//屬性
		CtField cf = new CtField(CtClass.intType,"age",cc);
		cf.setModifiers(Modifier.PRIVATE);
		cc.addField(cf);
		//增加響應的get set方法
		cc.addMethod(CtNewMethod.getter("getAge",cf));
		cc.addMethod(CtNewMethod.setter("setAge",cf));
		
		//訪問屬性
		Class clazz = cc.toClass();
		Object obj = clazz.newInstance();		
		Field field = clazz.getDeclaredField("age");
		System.out.println(field);
		Method m = clazz.getDeclaredMethod("setAge", int.class);
		m.invoke(obj, 16);
		Method m2 = clazz.getDeclaredMethod("getAge", null);
		Object resutl = m2.invoke(obj,null);		
		System.out.println(resutl);
	}
	
	//操作構造方法
	public static void test05() throws Exception{
		ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
		CtClass cc = pool.get("bean.User");
		
		CtConstructor[] cons = cc.getConstructors();
		for(CtConstructor con:cons){
			System.out.println(con);
		}
	}
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		//test01();
		//test02();
		//test03();
		//test04();
		test05();
	}

}