ASM(一) 初识ASM

 

一、什么是ASM

      首先看下官方中的说明 ASM a very small and fast Java bytecode manipulation framework。

ASM是一个JAVA字节码分析、创建和修改的开源应用框架。它可以动态生成二进制格式的stub类或其他代理类，或者在类被JAVA虚拟机装入内存之前，动态修改类。在ASM中提供了诸多的API用于对类的内容进行字节码操作的方法。与传统的BCEL和SERL不同，在ASM中提供了更为优雅和灵活的操作字节码的方式。ASM相当小巧，并且它有更高的执行效率，是BCEL的7倍，SERP的11倍以上(摘自网络，具体没有测试)。目前ASM已被广泛的开源应用架构所使用，例如：Spring、Hibernate等。

二、ASM能做什么

      我们都知道，一般情况下，Class文件是通过javac编译器产生的，然后通过类加载器加载到虚拟机内，再通过执行引擎去执行。现在我们可以通过ASM的API直接生成符合Java虚拟机规范的Class字节流，这样，ASM做的事情一定程度上正是javac解释器做的工作。

     可以说ASM分析一个类、从字节码角度创建一个类、修改一个已经被编译过的类文件。

     那么，我们就可以通过ASM来实现诸如代码生成，代码混淆，代码转换等等以字节码为操作目标的工作。

三、ASM大体结构

 

四、Java二进制(class)文件的格式

     要想驾驭ASM，先要了解一下JAVA的CLASS文件格式。JAVA的CLASS文件通常是树型结构。根节点包含以下元素：

• ConstantPool：符号表；
• FieldInfo：类中的成员变量信息；
• MethodInfo：类中的方法描述；
• Attribute：可选的附加节点。

      FieldInfo节点包含成员变量的名称，诸如public,private,static等的标志。

      ConstantValue属性用来存储静态的不变的成员变量的值。

      Deprecated和Synthetic被用来标记一个成员变量是不被推荐的或由编译器生成的。

      MethodInfo节点包含方法的名称，参数的类型和和它的返回值，方法是公有的，私有的或静态的等标志。

      MethodInfo包含可选的附加属性，其中最重要的是Code属性，它包含非抽象的方法的代码。

      Exceptions属性包含方法将抛出的Exception的名称。

      Deprecated和Synthetic属性的信息同上面的FieldInfo的定义一样。

 

      根节点的可选属性有SourceFile，InnerClasses和Deprecated。

      SourceFile用来存储被编译成字节码的源代码文件的原始名称;

      InnerClasses存储内部类的信息。由于这些属性的存在，java 的类格式是可以扩展的，也就是说可以在一个class中 附加一些非标准的属性, java虚拟机会忽略这些不可识别的属性，正常的加载这个class。

 

ConstantPool是一个由数字或字符串常量的索引组成的队列，或由此类的树的其他节点引用的，由其他对象创建的被引用常量的索引组成的队列。这个表的目标是为了减少冗余。例如，FieldInfo节点不包含节点的名称，只包含它在这一表中的索引。同样的，GETFIELD和PUTFIELD不直接包含成员变量的名称，只包含名称的索引。

 

五、体验ASM的威力

     相信我们还记得学习Java的第一个例子 HelloWorld.java，那么我们就用ASM生成我们的第一个字节文件 HelloWorld.class。

1、现将代码给出，然后逐步解释：

package com.wy.asm;

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.MethodVisitor;
import org.objectweb.asm.Opcodes;
import org.objectweb.asm.Type;

/**
 * ASM
 * 
 * @author wy
 * 
 */
public class AsmGenerateCar {
	public void generateClass() {
		//
		ClassWriter clazzWriter = new ClassWriter(0);
		clazzWriter.visit(Opcodes.V1_6, Opcodes.ACC_PUBLIC, "com/wy/asm/HelloWorld", null, "java/lang/Object", null);
		
		//
		String setMethodDesc = "(" + Type.getDescriptor(String[].class) + ")V";
		MethodVisitor mv = clazzWriter.visitMethod(Opcodes.ACC_PUBLIC + Opcodes.ACC_STATIC, "main", setMethodDesc, null, null);
		mv.visitCode();
		mv.visitFieldInsn(Opcodes.GETSTATIC, "java/lang/System", "out", "Ljava/io/PrintStream;");
		mv.visitLdcInsn("Hello World!");
		mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKEVIRTUAL, "java/io/PrintStream", "println", "(Ljava/lang/String;)V");  
		mv.visitInsn(Opcodes.RETURN);
		mv.visitMaxs(0, 0);
		mv.visitEnd();
		
		//
		byte[] classFile = clazzWriter.toByteArray();
		clazzWriter.visitEnd();
		
		//
		try {
			String path = Thread.currentThread().getContextClassLoader()
					.getResource("").getPath().replaceAll("%20", " ");
			FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File(path + "com/wy/asm/HelloWorld.class"));
			try {
				fos.write(classFile);
				fos.flush();
				fos.close();
			} catch (IOException e) {
				e.printStackTrace();
			}

		} catch (FileNotFoundException e1) {
			e1.printStackTrace();
		}

	}

	public static void main(String[] args) {
		AsmGenerateCar generateCar = new AsmGenerateCar();
		generateCar.generateClass();
	}

}

 

执行上面的代码会在目录下生成我们想要的字节文件，来张图片验证：

2、使用反编译工具Java Decompiler