架构师之路----ASM实现简易AOP

原理

java class 被存储在严格格式定义的.class文件里，这些类文件拥有足够的元数据来解析类中全部元素： 类名称，方法，属性，java字节码指令。 ASM从类文件中读取以上信息，并提供了访问和修改这些信息的接口，进而改变类原有行为。 对于ASM来讲，java class被描述为一棵树，ASM使用Visitor模式遍历整个二进制结构。

反射，Proxy，元数据，ASM库帮助Java实现了动态语言的能力。

Proxy必须基于接口，Cglib不须要。

使用方式

若是对类的修改是一次性的且原始类信息是可知的，能够经过ASM直接编译出修改过的class文件并保存到硬盘，以后运行再也不依赖ASM，和普通类没有区别，这种方式一般须要自定义ClassLoader。

若是不但愿改变类原有功能，只是在运行期间修改/添加一些类信息，好比动态代理，AOP等，能够在启动时往Java虚拟机中挂一个用户定义的hook程序，在装入特定类的时候使用ASM改变特定类的字节码，从而改变类行为。

进行AOP

目标操做类：

public class TestBean {
    public void asmEcho(){
        System.out.println("hello asm");
    }
}

加强操做类：

public class AopInteceptor {
    public static void before(){
        System.out.println(".......before().......");
    }

    public static void after(){
        System.out.println(".......after().......");
    }
}

AopClassAdapter继承ClassVisitor：

public class AopClassAdapter extends ClassVisitor implements Opcodes {
    public AopClassAdapter(int i, ClassVisitor classVisitor) {
        super(i, classVisitor);
    }

    public void visit(
            int version,
            int access,
            String name,
            String signature,
            String superName,
            String[] interfaces) {
        //更改类名，并使新类继承原有的类。
        super.visit(version, access, name + "_tmp", signature, name, interfaces);
        {//输出一个默认的构造方法
            MethodVisitor mv = super.visitMethod(ACC_PUBLIC, "<init>",
                    "()V", null, null);
            mv.visitCode();
            mv.visitVarInsn(ALOAD, 0);
            mv.visitMethodInsn(INVOKESPECIAL, name, "<init>", "()V");
            mv.visitInsn(RETURN);
            mv.visitMaxs(1, 1);
            mv.visitEnd();
        }
    }

    public MethodVisitor visitMethod(
            int access,
            String name,
            String desc,
            String signature,
            String[] exceptions) {
        if ("<init>".equals(name))
            return null;//放弃原有类中全部构造方法
        if (!name.startsWith("asm"))
            return null;// 只对asm开始的方法执行代理

        MethodVisitor mv = super.visitMethod(access, name,
                desc, signature, exceptions);
        return new AopMethodVisitor(this.api, mv);
    }
}

AopMethodVisitor继承MethodVisitor：

public class AopMethodVisitor extends MethodVisitor implements Opcodes {
    public AopMethodVisitor(int i, MethodVisitor methodVisitor) {
        super(i, methodVisitor);
    }

    public void visitCode(){
        super.visitCode();
        this.visitMethodInsn(INVOKESTATIC,"com/xxx/beecho/framework/asm/AopInteceptor","before","()V",false);
    }

    public void visitInsn(int opcode) {
        if (opcode >= IRETURN && opcode <= RETURN)//在方法返回以前
        {
            this.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "com/xxx/beecho/framework/asm/AopInteceptor", "after", "()V", false);
        }
        super.visitInsn(opcode);
    }
}

针对于ASM生成的字节码，经过Classloader生成代理类：

public class AopClassLoader extends ClassLoader implements Opcodes {

    public AopClassLoader() {
        super();
    }

    public AopClassLoader(ClassLoader parent) {
        super(parent);
    }

    public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        if (!name.endsWith("_tmp"))
            return super.loadClass(name);
        try {
            ClassWriter cw = new ClassWriter(0);
            InputStream is = Thread.currentThread().getContextClassLoader().getResourceAsStream("com/xxx/beecho/framework/asm/TestBean.class");
            ClassReader reader = new ClassReader(is);
            reader.accept(new AopClassAdapter(ASM4, cw), ClassReader.SKIP_DEBUG);
            byte[] code = cw.toByteArray();

//            // -----
//            FileOutputStream fos = new FileOutputStream("E:\\code\\java\\TestBean_tmp.class");
//            fos.write(code);
//            fos.flush();
//            fos.close();

            return this.defineClass(name, code, 0, code.length);
        } catch (Throwable e) {
            e.printStackTrace();
            throw new ClassNotFoundException();
        }
//        return null;
    }
}

运行

public static void main( String[] args ) throws IOException {
        try {
            AopClassLoader classLoader = new AopClassLoader();
            Class<?> asmClass = classLoader.loadClass("com.xxx.beecho.framework.asm.TestBean_tmp");

            Object obj = asmClass.newInstance();
            Method method = asmClass.getMethod("asmEcho",null);
            method.invoke(obj,null);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

.......before().......
hello asm
.......after().......

代码地址

https://github.com/zhangcj/code-example/tree/master/framework/src/main/java/com/xxx/beecho/framework