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Java動態(tài)字節(jié)技術(shù)之Javassist[java培訓]

更新時間:2020年03月15日21時23分來源:傳智播客瀏覽次數(shù):

Javassist是一個開源的分析、編輯和創(chuàng)建Java字節(jié)碼的類庫，可以直接編輯和生成Java生成的字節(jié)碼。相對于bcel,asm等這些工具，開發(fā)者不需要了解虛擬機指令，就能動態(tài)改變類的結(jié)構(gòu)，或者動態(tài)生成類。javassist簡單易用，快速。

重要的類

1. ClassPool：javassist的類池，使用ClassPool 類可以跟蹤和控制所操作的類，它的工作方式與 JVM 類裝載器非常相似

2. CtClass： CtClass提供了類的操作，如在類中動態(tài)添加新字段、方法和構(gòu)造函數(shù)、以及改變類、父類和接口的方法。

3. CtField：類的屬性，通過它可以給類創(chuàng)建新的屬性，還可以修改已有的屬性的類型，訪問修飾符等

4. CtMethod：類中的方法，通過它可以給類創(chuàng)建新的方法，還可以修改返回類型，訪問修飾符等，甚至還可以修改方法體內(nèi)容代碼

5. CtConstructor：與CtMethod類似。推薦了解java培訓課程。

API運用

ClassPool

// 類庫, jvm中所加載的class

ClassPool pool = ClassPool.getDefault();

// 加載一個已知的類, 注：參數(shù)必須為全量類名

CtClass ctClass = pool.get("com.itheima.Student");

// 創(chuàng)建一個新的類, 類名必須為全量類名

CtClass tClass = pool.makeClass("com.itheima.Calculator");

CtField

// 獲取已知類的屬性

CtField ctField = ctClass.getDeclaredField("name");

// 構(gòu)建新的類的成員變量

CtField ctFieldNew = new CtField(CtClass.intType,"age",ctClass);

// 設(shè)置類的訪問修飾符為public

ctFieldNew.setModifiers(Modifier.PUBLIC);

// 將屬性添加到類中

ctClass.addField(ctFieldNew);

CtMethod

// 獲取已有方法

CtMethod ctMethod = ctClass.getDeclaredMethod("sayHello");

//創(chuàng)建新的方法, 參數(shù)1:方法的返回類型，參數(shù)2：名稱，參數(shù)3：方法的參數(shù)，參數(shù)4：方法所屬的類

CtMethod ctMethod = new CtMethod(CtClass.intType, "calc", new CtClass[]

{CtClass.intType,CtClass.intType}, tClass);

// 設(shè)置方法的訪問修飾

ctMethod.setModifiers(Modifier.PUBLIC);

// 將新建的方法添加到類中

ctClass.addMethod(ctMethod);

// 方法體內(nèi)容代碼 $1代表第一個參數(shù)，$2代表第二個參數(shù)

ctMethod.setBody("return $1 + $2;");

// 直接創(chuàng)建方法

CtMethod getMethod = CtNewMethod.make("public int getAge() { return this.age;}", ctClass);

CtMethod setMethod = CtNewMethod.make("public void setAge(int age) { this.age = age;}",

ctClass);

ctClass.addMethod(getMethod);

ctClass.addMethod(setMethod);

CtConstructor

// 獲取已有的構(gòu)造方法, 參數(shù)為構(gòu)建方法的參數(shù)類型數(shù)組

CtConstructor ctConstructor = ctClass.getDeclaredConstructor(new CtClass[]{});

// 創(chuàng)建新的構(gòu)造方法

CtConstructor ctConstructor = new CtConstructor(new CtClass[]{CtClass.intType},ctClass);

ctConstructor.setModifiers(Modifier.PUBLIC);

ctConstructor.setBody("this.age = $1;");

ctClass.addConstructor(ctConstructor);

// 也可直接創(chuàng)建

ctConstructor = CtNewConstructor.make("public Student(int age){this.age=age;}", ctClass);

案例

1. 創(chuàng)建maven工程并添加依賴

添加依賴

添加Student類

package com.itheima;

public class Student {

private int age;

private String name;

public int getAge() {

return age;

}

public void setAge(int age) {

this.age = age;

}

public String getName() {

return name;

}

public void setName(String name) {

this.name = name;

}

public void sayHello(){

System.out.println("Hello, My name is " + this.name);

}

2. 修改已有方法體，插入新的代碼

對已有的student類中的sayHello方法，當調(diào)用時，控制臺會輸出: Hello, My name is 張三(name=張三)

需求：通過動態(tài)修改sayHello方法，當調(diào)用sayHello時，除了輸出已經(jīng)的內(nèi)容外，再輸出當前學生的age信息創(chuàng)建JavassistDemo測試類，代碼實現(xiàn)如下：

package com.itheima.test;

import org.junit.Test;

import com.itheima.Student;

import javassist.ClassPool;

import javassist.CtClass;

import javassist.CtMethod;

@SuppressWarnings("unchecked")

public class JavassistDemo {

@Test

public void t1() throws Exception{

// 類庫池, jvm中所加載的class

ClassPool pool = ClassPool.getDefault();

// 獲取指定的Student類

CtClass ctClass = pool.get("com.itheima.Student");

// 獲取sayHello方法

CtMethod ctMethod = ctClass.getDeclaredMethod("sayHello");

// 在方法的代碼后追加一段代碼

ctMethod.insertAfter("System.out.println(\"I'm \" + this.age + \" years old.\");");

// 使用當前的ClassLoader加載被修改后的類

Class<Student> newClass = ctClass.toClass();

Student stu = newClass.newInstance();

stu.setName("張三");

stu.setAge(18);

stu.sayHello();

}

}

運行結(jié)果:

3. 動態(tài)添加方法
接下來我們給Student類添加一個計算的方法，但不是直接在Student類中添加，而是使用javassist，動態(tài)添加

public int calculate(int a, int b){

return a+b;

}

創(chuàng)建測試方法t2，代碼如下

@Test

public void t2() throws Exception{

// 類庫池, jvm中所加載的class

ClassPool pool = ClassPool.getDefault();

// 獲取指定的Student類

CtClass ctClass = pool.get("com.itheima.Student");

// 創(chuàng)建calc方法, 帶兩個參數(shù)，參數(shù)的類型都為int類型

CtMethod ctMethod = new CtMethod(CtClass.intType,"calc",

new CtClass[]{CtClass.intType,CtClass.intType}, ctClass);

// 設(shè)置方法的訪問修飾

ctMethod.setModifiers(Modifier.PUBLIC);

// 設(shè)置方法體代碼

ctMethod.setBody("return $1 + $2;");

// 添加新建的方法到原有的類中

ctClass.addMethod(ctMethod);

// 加載修改后的類

ctClass.toClass();

// 創(chuàng)建對象

Student stu = new Student();

// 獲取calc方法

Method dMethod = Student.class.getDeclaredMethod("calc", new Class[]

{int.class,int.class});

// 反射調(diào)用方法

Object result = dMethod.invoke(stu, 10,20);

// 打印結(jié)果

System.out.println(String.format("調(diào)用calc方法，傳入?yún)?shù)：%d,%d", 10,20));

System.out.println("返回結(jié)果：" + (int)result);

}

控制臺輸出結(jié)果：

4. 動態(tài)創(chuàng)建類

下面我們再來個神的魔術(shù)，無中生有

@Test

public void t3() throws Exception{

ClassPool pool = ClassPool.getDefault();

// 創(chuàng)建teacher類

CtClass teacherClass = pool.makeClass("com.itheima.Teacher");

// 設(shè)置為公有類

teacherClass.setModifiers(Modifier.PUBLIC);

// 獲取String類型

CtClass stringClass = pool.get("java.lang.String");

// 獲取list類型

CtClass listClass = pool.get("java.util.List");

// 獲取學生的類型

CtClass studentClass = pool.get("com.itheima.Student");

// 給teacher添加name屬性

CtField nameField = new CtField(stringClass, "name", teacherClass);

nameField.setModifiers(Modifier.PUBLIC);

teacherClass.addField(nameField);

// 給teacher類添加students屬性

CtField studentList = new CtField(listClass, "students",teacherClass);

studentList.setModifiers(Modifier.PUBLIC);

teacherClass.addField(studentList);

// 給teacher類添加無參構(gòu)造方法

CtConstructor ctConstructor = CtNewConstructor.make("public Teacher()

{this.name=\"abc\";this.students = new java.util.ArrayList();}", teacherClass);

teacherClass.addConstructor(ctConstructor);

// 給teacher類添加addStudent方法

CtMethod m = new CtMethod(CtClass.voidType, "addStudent", new CtClass[]{studentClass},

teacherClass);

m.setModifiers(Modifier.PUBLIC);

// 添加學生對象到students屬性中, $1代表參數(shù)1

m.setBody("this.students.add($1);");

teacherClass.addMethod(m);

// 給teacher類添加sayHello方法

m = new CtMethod(CtClass.voidType, "sayHello", new CtClass[]{}, teacherClass);

m.setModifiers(Modifier.PUBLIC);

m.setBody("System.out.println(\"Hello, My name is \" + this.name);");

m.insertAfter("System.out.println(\"I have \" + this.students.size() + \"students\");");

teacherClass.addMethod(m);

// 加載修改后的類

Class<?> cls = teacherClass.toClass();

// 實例teacher對象

Object obj = cls.newInstance();

// 獲取addStudent方法

Method method = cls.getDeclaredMethod("addStudent", Student.class);

// 創(chuàng)建張三和李四2個學生

Student stu = new Student();

stu.setName("張三");

// 調(diào)用teacher類的addStudent方法，添加張三

method.invoke(obj, stu);

stu = new Student();

stu.setName("李四");

// 調(diào)用teacher類的addStudent方法，添加李四

method.invoke(obj, stu);

// 調(diào)用sayHello方法

Method teacherSayHello = cls.getDeclaredMethod("sayHello",new Class[]{});

teacherSayHello.invoke(obj, new Object[]{});

}

運行結(jié)果：

總結(jié)

javassist被用于struts2和hibernate中，都用來做動態(tài)字節(jié)碼修改使用。一般開發(fā)中不會用到，但在封裝框架時比較有用。雖然javassist提供了一套簡單易用的API，但如果用于平常的開發(fā)，會有如下幾點不好的地方:

1. 所引用的類型，必須通過ClassPool獲取后才可以使用

2. 代碼塊中所用到的引用類型，使用時必須寫全量類名

3. 即使代碼塊內(nèi)容寫錯了，它也不會像eclipse等開發(fā)工具一樣有提示，它只有在運行時才報錯

4. 動態(tài)修改的類，必須在修改之前，jvm中不存在這個類的實例對象。修改方法的實現(xiàn)必須在修改的類加載之前進行

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