ASM指南翻译-5

2.2.4转换类

到目前为止，ClassReader和ClassWriter都是独立使用。手工产生事件，然后被ClassWriter直接消费，或者对称地，事件由ClassReader产生，然后手工地消费，如通过一个自定义的ClassVisitor来实现。当把这些组件组合在一起使用时，将变得很有趣。第一步，将ClassReader产生的事件导入到ClassWriter，结果就是类将被ClassReader解析，然后再由ClassWriter重组为Class。

byte[] b1 = ...;

ClassWriter cw = new ClassWriter();

ClassReader cr = new ClassReader(b1);

cr.accept(cw, 0);

byte[] b2 = cw.toByteArray(); // b2 represents the same class as b1

 

当然，有趣的并不是这个过程本身（因为有更简单的方式来复制一个字节数组）。但是，接下来介绍的ClassAdapter，它处于ClassReader和ClassWriter之间，将会带来变化：

byte[] b1 = ...;

ClasssWriter cw = new ClassWriter();

ClassAdapter ca = new ClassAdapter(cw); // ca forwards all events to cw

ClassReader cr = new ClassReader(b1);

cr.accept(ca, 0);

byte[] b2 = cw.toByteArray(); // b2 represents the same class as b1

 

与上面代码对应的结构图如如2.6.在下面的图中，组件以方形表示，事件以箭头表示（在序列图中是一个垂直的时间线）。

图2.6 转换链

执行结果没有任何变化，因为这里使用的ClassAdapter 事件过滤器没有过滤任何东西。但是，现在可以重写这个类来过滤一些事件，以实现转换类。例如，考虑下面这个ClassAdapter的子类：

public class ChangeVersionAdapter extends ClassAdapter {

         public ChangeVersionAdapter(ClassVisitor cv) {

                   super(cv);

         }

         @Override

         public void visit(int version, int access, String name,

                   String signature, String superName, String[] interfaces) {

                   cv.visit(V1_5, access, name, signature, superName, interfaces);

         }

}

这个类仅重写了ClassAdapter的一个方法。因此，所有的调用都未经过改变直接传递给了ClassVisitor实例cv，cv通过构造方法传递给自定义的ClassAdapter，除了visit方法，visit方法修改了类的版本号。对应的序列图如下：

图2.7

 

可以通过修改visit方法的其它参数来实现其它转换，而不仅仅是修改类的版本号。例如，你可以给类增加一个借口。当然也可以修改类的名称，但是这需要修改很多东西，而不只是修改visit方法中类的名称。实际上，类名可能在很多地方存在，所有这些出现的地方都需要修改。

 

优化

前面的转换只改变了原始类中的四个字节。尽管如此，通过上面的代码，b1被完整的解析，产生的事件被用来从头构造b2，尽管这样做不高效。另一种高效的方式是直接复制不需要转换的部分到b2，这样就不需要解析这部分同时也不产生对应的事件。ASM会自动地对下面的方法进行优化：

 

• 如果ClassReader检测到一个MethodVisitor直接被ClassVisitor返回，而这个ClassVisitor（如ClassWriter）是通过accept的参数直接传递给ClassReader，这就意味着这个方法的内容将不会被转换，并且对应用程序也是不可见的。
• 在上面的情形中，ClassReader组件不会解析这个方法的内容，也不会产生对应的事件，而只是在ClassWriter中复制该方法的字节数组。

 

这个优化由ClassReader和ClassWriter来执行，如果它们拥有彼此的引用，就像下面的代码：

byte[] b1 = ...

ClassReader cr = new ClassReader(b1);

ClassWriter cw = new ClassWriter(cr, 0);

ChangeVersionAdapter ca = new ChangeVersionAdapter(cw);

cr.accept(ca, 0);

byte[] b2 = cw.toByteArray();

 

经过优化，上面的代码将比前面例子中的代码快两倍。因为ChangeVersionAdapter没有转换任何方法。对于转换部分或者所有方法而言，这种对速度的提高虽然很小，但确实显著的，可以达到10%到20%。不幸地是，这种优化需要复制在原始类中定义的所有常量到转换后的类中。这对于在转换中增加字段，方法或者指令什么的不是一个问题，但是相对于未优化的情形，这会导致在大的类转换过程中删除或者重命名很多类的元素。因此，这种优化适合于需要添加代码的转换。

 

使用转换后的类

 

转换后的类b2可以保存到磁盘或者被ClassLoader加载，如前面章节描述的。但是在一个ClassLoader中只能转换被该ClassLoader加载的类。如果你想转换所有的类，你需要把转换的代码放置到一个ClassFileTransformer中，该类定义在java.lang.instrment包中（可以参看该报的文档获得详细信息）：

public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst) {

         inst.addTransformer(new ClassFileTransformer() {

                   public byte[] transform(ClassLoader l, String name, Class c,

                            ProtectionDomain d, byte[] b)throws IllegalClassFormatException {

                            ClassReader cr = new ClassReader(b);

                            ClassWriter cw = new ClassWriter(cr, 0);

                            ClassVisitor cv = new ChangeVersionAdapter(cw);

                            cr.accept(cv, 0);

                            return cw.toByteArray();

                            }

         });

}