java静态类字节码作为同步锁 java动态字节码技术

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网猴儿 2024-03-02 11:15:17

文章标签 java静态类字节码作为同步锁 java 架构字节码 Java 文章分类 Java 后端开发

一、字节码技术

1、字节码技术概念

Java字节码增强指的是在Java字节码生成之后，对其进行修改，增强其功能，这种方式相当于对应用程序的二进制文件进行修改。Java字节码增强主要是为了减少冗余代码，提高性能等

2、字节码计数应用场景

AOP技术、Lombok去除重复代码插件、动态修改class文件
可以使用字节码计数对类的基本信息做操作：

新增属性或者方法、类
修改属性或者方法
删除属性或者方法

3、实现字节码增强的主要步骤

a）修改字节码

在内存中获取到原来的字节码，然后通过一些工具（如 ASM，Javaasist）来修改它的byte[]数组，得到一个新的byte数组

b）使修改后的字节码生效

1）自定义ClassLoader来加载修改后的字节码；
2）替换掉原来的字节码：在JVM加载用户的Class时，拦截，返回修改后的字节码；或者在运行时，使用Instrumentation.redefineClasses方法来替换掉原来的字节码

二、字节码操作类库

1、BCEL

Byte Code Engineering Library(BCEL)，这是Apache Software Foundation的Jakarta项目的一部分。BCEL是Java classworking 广泛使用的一种框架，它可以让您深入jvm汇编语言进行类库操作的细节。BCEL与javassist有不同的处理字节码方法，BCEL在实际的jvm指令层次上进行操作(BCEL拥有丰富的jvm指令集支持) 而javassist所强调的是源代码级别的工作

2、ASM

是一个轻量级Java字节码操作框架，直接涉及到JVM底层的操作和指令；高性能，高质量

3、CGLB

生成类库，基于ASM实现

4、javassist

是一个开源的分析，编辑和创建Java字节码的类库。性能较ASM差，跟cglib差不多，但是使用简单。很多开源框架都在使用它

三、Javassist简介

1、Javassist优势

比反射开销小，性能高。
javassist性能高于反射，低于ASM

2、Javassist的局限性

不支持 ( 包括泛型、枚举 ) ，不支持注解修改，但可以通过底层的 javassist 类来解决，具体参考： javassist.bytecode.annotation
不支持数组的初始化，如 String[]{“1”,“2”} ，除非只有数组的容量为 1
不支持内部类和匿名类
不支持 continue 和 break表达式。
对于继承关系，有些不支持

四、javassist创建class文件

1、POM依赖

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/javassist/javassist -->
		<dependency>
			<groupId>javassist</groupId>
			<artifactId>javassist</artifactId>
			<version>3.12.1.GA</version>
		</dependency>

2、使用javassist创建class文件

User.java

public class User {
	private String name;
	private Integer age;
}

3、测试方法

public class TestMain {
    public static void main(String[] args) throws CannotCompileException, NotFoundException, IOException {
        ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
        // 1.创建user类
        CtClass userClass = pool.makeClass("com.sjyl.javassist.User");
        // 2.创建name 和age属性
        CtField nameField = CtField.make("	private String name;", userClass);
        CtField ageField = CtField.make("	private Integer age;", userClass);
        // 3.添加属性
        userClass.addField(nameField);
        userClass.addField(ageField);
        // 4.创建方法
        CtMethod nameMethod = CtMethod.make("public String getName() {return name;}", userClass);
        // 5.添加方法
        userClass.addMethod(nameMethod);
        // 6.添加构造函数
        CtConstructor ctConstructor = new CtConstructor(
                new CtClass[] { pool.get("java.lang.String"), pool.get("java.lang.Integer") }, userClass);

        ctConstructor.setBody("	{ this.name = name; this.age = age; }");
        userClass.addConstructor(ctConstructor);

        // 生成class文件
        userClass.writeFile("D:/test");
    }
}

4、Java Decompiler反编译生成的.class文件

java静态类字节码作为同步锁 java动态字节码技术_Java

五、javassist动态修改字节码

1、反射执行方法（反射技术实现）

public class Test003 {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, SecurityException,
            InstantiationException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
        // 1.使用反射技术执行某方法
        Class<?> forName = Class.forName("com.sjyl.javassist.Test003");
        Object newInstance = forName.newInstance();
        Method method = forName.getDeclaredMethod("sum", int.class, int.class);
        method.invoke(newInstance, 1, 5);
    }

    static public void sum(int a, int b) {
        System.out.println("sum:" + (a + b));
    }
}

2、动态生成user的sum方法

public class Test04 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
            // 读取com.itmayiedu.User
            CtClass userClass = pool.get("com.sjyl.javassist.User");
            CtMethod method = new CtMethod(CtClass.voidType, "sum", new CtClass[] { CtClass.intType, CtClass.intType },
                    userClass);
            method.setBody("{System.out.println(\"sum:\" + ($1 + $2));}");
            // 添加方法
            userClass.addMethod(method);
            userClass.writeFile("d:/test");
            // 动态执行方法
            Class clazz = userClass.toClass();
            Object newInstance = clazz.newInstance();

            Method sumMethod = clazz.getDeclaredMethod("sum", int.class, int.class);
            System.out.println("开启事物");
            sumMethod.invoke(newInstance, 2, 5);
            // 使用 javassist 实现动态代理。
            System.out.println("提交事物");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}