使用BCEL动态改变Class内容
之前对Class文件中的常量池，Method的字节码指令进行了说明。
JVM Class详解之一
JVM Class详解之二 Method字节码指令
现在我们开始实际动手，使用BCEL改变字节码指令，对Class文件进行功能扩充。
先介绍下BCEL全程Apache Byte Code Engineering Library,BCEL 每项内容操作在JVM汇编语言的级别
HelloWorld搞起
这个case我们需要给Programmer类做功能扩展，Programmer 职责进行了变化，除了要Coding以外，在每次Coding之前需要先做Plan，所以需要在do Coding信息输出之前输出 "doBcelPlan..." 信息。
Demo
public class Programmer implements Person {
@Override
public void doCoding() {
System.out.println("do Coding...");
}
}
期望效果
@Override
public void doCoding() {
doPlan();
System.out.println("do Coding...");
}
private void doPlan() {
System.out.println("do Plan...");
}
需要做什么
针对我们的期望结果我们需要做以下三点
- 增加一个doBcelPlan方法
- 在doCoding方法中调用doBcelPlan方法
- 在常量池中加入方法的声明，常量等其它使用到的变量和方法。
工程先引入BCEL的依赖Pom中追加即可
<dependency>
<groupId>asm</groupId>
<artifactId>asm</artifactId>
<version>3.1</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>asm</groupId>
<artifactId>asm-tree</artifactId>
<version>3.1</version>
</dependency>
1. 先使用BCEL 加载需要编辑的Class
JavaClass clazz = Repository.lookupClass(Programmer.class);
ClassGen classGen = new ClassGen(clazz);
ConstantPoolGen cPoolGen = classGen.getConstantPool(); // 常量池信息
2. 在常量池中增加一个MethodRef doBcelPlan
int methodIndex = cPoolGen.addMethodref("byteCode.decorator.Programmer", "doBcelPlan", "()V"); // 在常量池中增加一个方法的声明返回methodIndex为声明在常量池中的位置索引
第一个参数的去路径类名
第二个参数是方法名称
第三个方法返回类型 ()V 是void类型
方法返回类型描述参考
3. 在常量池中增加一个String类型的Filed
因为有System.out.println("doBcelPlan")语句
doBcelPlan中的System.out 变量和println方法再doCoding中已经使用所有已经在常量池中了
int stringIndex = cPoolGen.addString("doBcelPlan...");// 在常量池中增加一个Field的声明返回stringIndex为声明在常量池中的位置索引
注意这里需要记录追加方法和Filed的index后面需要使用。
4. 然后创建doBcelPlan方法的实体的字节码指令
调用System.out变量和println方法 具体的字节码指令参数 上一节内容有说明 参考上一节文档 JVM Class详解之二 Method字节码指令
InstructionList instructionDoPlan = new InstructionList(); // 字节码指令信息
instructionDoPlan.append(new GETSTATIC(17)); // 获取System.out常量
instructionDoPlan.append(new LDC(stringIndex)); // 获取String Field信息
instructionDoPlan.append(new INVOKEVIRTUAL(25)); // 调用Println方法
instructionDoPlan.append(new RETURN()); // return 结果
其中17,25都是常量池的引用参见下图，将原先的Programmer类编译后使用javap -versobse XXX.class 可以查看常量池信息。
stringIndex 是引用第三步追加常量池String Field soBcelPlan
5. 生成doBcelPlan方法
MethodGen doPlanMethodGen = new MethodGen(1, Type.VOID, Type.NO_ARGS, null, "doBcelPlan",
classGen.getClassName(), instructionDoPlan, cPoolGen);
classGen.addMethod(doPlanMethodGen.getMethod());
方法的声明并追加到classGen中。
这样doBcelPlan方法就追加成功了。接下来我们需要找到doCoding方法，在方法中追加doBcelPlan的调用。
6. 找到并修正doCoding方法
Method[] methods = classGen.getMethods();
for (Method method : methods) {
String methodName = method.getName();
if ("doCoding".equals(methodName)) {
MethodGen methodGen = new MethodGen(method, clazz.getClassName(), cPoolGen);
InstructionList instructionList = methodGen.getInstructionList();
InstructionHandle[] handles = instructionList.getInstructionHandles();
InstructionHandle from = handles[0];
InstructionHandle aload = instructionList.append(from, new ALOAD(0));
instructionList.append(aload, new INVOKESPECIAL(methodIndex));
classGen.replaceMethod(method, methodGen.getMethod());
}
}
InstructionList 是当前方法中的字节码指令，我们append了两个指令ALOAD和INVOKESPECIAL。实现doBcelPlan的调用。
7. 将编辑后的Class输出
JavaClass target = classGen.getJavaClass();
target.dump("D:\\AliDrive\\bytecode\\bcel\\Programmer.class");
将修改后的字节码输出来看下，使用JD打开OK
可以看到经过编辑后的Class文件输出结果同我们预期的是一样的
Done！