javassist使用全解析

tech2022-10-02 63

Java 字节码以二进制的形式存储在 .class 文件中，每一个 .class 文件包含一个 Java 类或接口。Javaassist 就是一个用来处理 Java 字节码的类库。它可以在一个已经编译好的类中添加新的方法，或者是修改已有的方法，并且不需要对字节码方面有深入的了解。同时也可以去生成一个新的类对象，通过完全手动的方式。

1. 使用 Javassist 创建一个 class 文件

首先需要引入jar包：

<dependency> <groupId>org.javassist</groupId> <artifactId>javassist</artifactId> <version>3.25.0-GA</version> </dependency>

编写创建对象的类：

/** * */ package com.hcycom.javassist; import javassist.CannotCompileException; import javassist.ClassPool; import javassist.CtClass; import javassist.CtConstructor; import javassist.CtField; import javassist.CtMethod; import javassist.CtNewMethod; import javassist.Modifier; import javassist.NotFoundException; /** * * Title: CreatePerson.java * Description: 描述 * @author lijunjie * @created 2020年9月3日上午10:18:22 */ public class CreatePerson { /** * * @discription 创建一个person * @author lijunjie * @created 2020年9月3日上午11:36:23 * @throws Exception */ public static void createPerson() throws Exception { ClassPool pool = ClassPool.getDefault(); // 1. 创建一个空类 CtClass cc = pool.makeClass("com.hcycom.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get set 方法 cc.addMethod(CtNewMethod.getter("setName", param)); cc.addMethod(CtNewMethod.setter("setName", param)); //4. 添加无参的构造函数 CtConstructor cons = new CtConstructor(new CtClass[] {}, cc); cons.setBody("{name = \"xiaoming\";}"); 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的方法，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("./"); } public static void main(String[] args) { try { createPerson(); } catch (Exception e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } }

执行上面的 main 函数之后，会在指定的目录内生成 Person.class 文件，将其反编译后的java文件，与我们预想的一样

package com.hcycom.javassist; import java.io.PrintStream; public class Person { private String name = "xiaoming"; public String setName() { return this.name; } public void setName(String paramString) { this.name = paramString; } public Person() { this.name = "xiaoming"; } public Person(String paramString) { this.name = paramString; } public void printName() { System.out.println(this.name); } }

在 Javassist 中，类 Javaassit.CtClass 表示 class 文件。一个 GtClass (编译时类）对象可以处理一个 class 文件，ClassPool是 CtClass 对象的容器。它按需读取类文件来构造 CtClass 对象，并且保存 CtClass 对象以便以后使用。

需要注意的是 ClassPool 会在内存中维护所有被它创建过的 CtClass，当 CtClass 数量过多时，会占用大量的内存，API中给出的解决方案是有意识的调用CtClass的detach()方法以释放内存。

ClassPool需要关注的方法：

getDefault : 返回默认的ClassPool 是单例模式的，一般通过该方法创建我们的ClassPool；appendClassPath, insertClassPath : 将一个ClassPath加到类搜索路径的末尾位置或插入到起始位置。通常通过该方法写入额外的类搜索路径，以解决多个类加载器环境中找不到类的尴尬；toClass : 将修改后的CtClass加载至当前线程的上下文类加载器中，CtClass的toClass方法是通过调用本方法实现。需要注意的是一旦调用该方法，则无法继续修改已经被加载的class；get , getCtClass : 根据类路径名获取该类的CtClass对象，用于后续的编辑。

CtClass需要关注的方法：

freeze : 冻结一个类，使其不可修改；isFrozen : 判断一个类是否已被冻结；prune : 删除类不必要的属性，以减少内存占用。调用该方法后，许多方法无法将无法正常使用，慎用；defrost : 解冻一个类，使其可以被修改。如果事先知道一个类会被defrost，则禁止调用 prune 方法；detach : 将该class从ClassPool中删除；writeFile : 根据CtClass生成 .class 文件；toClass : 通过类加载器加载该CtClass。

注意到在上面代码中的：setBody()的时候我们使用了一些符号：

// $0=this / $1,$2,$3... 代表方法参数 cons.setBody("{$0.name = $1;}");

具体还有很多的符号可以使用，但是不同符号在不同的场景下会有不同的含义，所以在这里就不在赘述，可以看javassist 的说明文档。http://www.javassist.org/tutorial/tutorial2.html

2. 调用生成的类对象

1. 通过反射的方式调用

上面的案例是创建一个类对象然后输出该对象编译完之后的 .class 文件。那如果我们想调用生成的类对象中的属性或者方法应该怎么去做呢？javassist也提供了相应的api，生成类对象的代码还是和第一段一样，将最后写入文件的代码替换为如下

//这里不写入文件，直接实例化 Object person = cc.toClass().newInstance(); //设置值 Method setName = person.getClass().getMethod("setName",String.class); setName.invoke(person, "cunhua"); Method execute = person.getClass().getMethod("printName"); execute.invoke(person);

然后执行main方法就可以看到调用了 printName方法。

2. 通过读取 .class 文件的方式调用

ClassPool pool = ClassPool.getDefault(); // 设置类路径 pool.appendClassPath("./"); CtClass ctClass = pool.get("com.rickiyang.learn.javassist.Person"); Object person = ctClass.toClass().newInstance(); // ...... 下面和通过反射的方式一样去使用

3. 通过接口的方式

上面两种其实都是通过反射的方式去调用，问题在于我们的工程中其实并没有这个类对象，所以反射的方式比较麻烦，并且开销也很大。那么如果你的类对象可以抽象为一些方法得合集，就可以考虑为该类生成一个接口类。这样在newInstance()的时候我们就可以强转为接口，可以将反射的那一套省略掉了。

还拿上面的Person类来说，新建一个PersonI接口类：

package com.rickiyang.learn.javassist; /** * @author rickiyang * @date 2019-08-07 * @Desc */ public interface PersonI { void setName(String name); String getName(); void printName(); }

实现部分的代码如下：

ClassPool pool = ClassPool.getDefault(); pool.appendClassPath("/Users/yangyue/workspace/springboot-learn/java-agent/src/main/java/"); // 获取接口 CtClass codeClassI = pool.get("com.rickiyang.learn.javassist.PersonI"); // 获取上面生成的类 CtClass ctClass = pool.get("com.rickiyang.learn.javassist.Person"); // 使代码生成的类，实现 PersonI 接口 ctClass.setInterfaces(new CtClass[]{codeClassI}); // 以下通过接口直接调用强转 PersonI person = (PersonI)ctClass.toClass().newInstance(); System.out.println(person.getName()); person.setName("xiaolv"); person.printName();

使用起来很轻松。

2. 修改现有的类对象#

前面说到新增一个类对象。这个使用场景目前还没有遇到过，一般会遇到的使用场景应该是修改已有的类。比如常见的日志切面，权限切面。我们利用javassist来实现这个功能。

有如下类对象：

package com.hcycom.javassist; /** * * Title: PersonService.java * Description: 描述 * @author lijunjie * @created 2020年9月3日下午5:19:17 */ public class PersonService { public void getPerson(){ System.out.println("get Person"); } public void personFly(){ System.out.println("oh my god,I can fly"); } }

然后对他进行修改：

package com.hcycom.javassist; import java.lang.reflect.Method; import javassist.ClassPool; import javassist.CtClass; import javassist.CtMethod; import javassist.Modifier; /** * Title: UpdatePerson.java * Description: 描述 * @author lijunjie * @created 2020年9月3日下午5:22:20 */ public class UpdatePerson { public static void update() throws Exception { ClassPool pool = ClassPool.getDefault(); CtClass cc = pool.get("com.hcycom.javassist.PersonService"); CtMethod personFly = cc.getDeclaredMethod("personFly"); personFly.insertBefore("System.out.println(\"起飞之前准备降落伞\");"); personFly.insertAfter("System.out.println(\"成功落地。。。。\");"); //新增一个方法 CtMethod ctMethod = new CtMethod(CtClass.voidType, "joinFriend", new CtClass[]{}, cc); ctMethod.setModifiers(Modifier.PUBLIC); ctMethod.setBody("{System.out.println(\"i want to be your friend\");}"); cc.addMethod(ctMethod); Object person = cc.toClass().newInstance(); // 调用 personFly 方法 Method personFlyMethod = person.getClass().getMethod("personFly"); personFlyMethod.invoke(person); //调用 joinFriend 方法 Method execute = person.getClass().getMethod("joinFriend"); execute.invoke(person); } public static void main(String[] args) { try { update(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }

在personFly方法前后加上了打印日志。然后新增了一个方法joinFriend。执行main函数可以发现已经添加上了。

另外需要注意的是：上面的insertBefore() 和 setBody()中的语句，如果你是单行语句可以直接用双引号，但是有多行语句的情况下，你需要将多行语句用{}括起来。javassist只接受单个语句或用大括号括起来的语句块。

原文地址：

作者： rickiyang

出处：https://www.cnblogs.com/rickiyang/p/11336268.html

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