java字节码技术包含类是如何通过字节码创建的

1. 字节码技术应用场景

AOP技术、Lombok去除重复代码插件、动态修改class文件等

2. 字节技术优势

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。

实现字节码增强的主要步骤为： 1、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。 2、使修改后的字节码生效

有两种方法：

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

3. 常见的字节码操作类库

• 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。

• 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

• CGLB

生成类库，基于ASM实现

• 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。

1. Javassist优势

– 比反射开销小，性能高。

–javassist性能高于反射，低于ASM

运行时操作字节码可以让我们实现如下功能：

– 动态生成 新的类

– 动态改变某个类的结构 ( 添加 / 删除 / 修改    新的属性 / 方法 )

javassist 的最外层的 API 和 JAVA 的反射包中的 API 颇为 类似 。

它 主要 由 CtClass ， CtMethod, ，以及 CtField 几个类组成。用以执行和 JDK 反射 API 中 java.lang.Class， java.lang.reflect.Method， java.lang.reflect.Method .Field 相同的操作。

方法操作

– 修改已有方法的方法体（插入代码到已有方法体）

– 新增方法   删除方法

2. Javassist的局限性

JDK5.0 新语法不支持 ( 包括泛型、枚举 ) ，不支持注解修改，但可以通过底的 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。例如

class A {}  

class B extends A {} 

class C extends B {} 

3. 使用Javassist创建类

//反射创建类
public static void main(String[] args)throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException,SecurityException, IllegalArgumentException,InvocationTargetException {
	Class<?>clazz = Class.forName("com.itmayiedu.Test0005");
	Object newInstance = clazz.newInstance();
	Method method = clazz.getDeclaredMethod("sum", int.class, int.class);
	Object invoke = method.invoke(newInstance, 1, 1);
}
public void sum(int a, int b) {
	System.out.println("sum:" + a + b);
}
//javassist创建类
public static void main(String[] args) throws CannotCompileException, NotFoundException, IOException {
	ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
	// 创建class文件
	CtClass userClass = pool.makeClass("com.itmayiedu.entity.User");
	// 创建id属性
	CtField idField = CtField.make("private Integer id;", userClass);
	// 创建name属性
	CtField nameField = CtField.make("private Integer name;", userClass);
	// 添加属性
	userClass.addField(idField);
	// 添加属性
	userClass.addField(nameField);
	// 创建方法
	CtMethod getIdMethod = CtMethod.make("public Integer getId() {return id;}", userClass);
	// 创建方法
	CtMethod setIdMethod = CtMethod.make("public void setId(Integer id) { this.id = id; }", userClass);
	// 添加方法
	userClass.addMethod(getIdMethod);
	// 添加方法
	userClass.addMethod(setIdMethod);
	// 添加构造器
	CtConstructor ctConstructor = new CtConstructor(new CtClass[] { CtClass.intType, pool.get("java.lang.String") },userClass);
	// 创建Body
	ctConstructor.setBody("	{this.id = id;this.name = name;}");
	userClass.addConstructor(ctConstructor);
	userClass.writeFile("F:/test");// 将构造好的类写入到F:\test 目录下
}
           

4. Javassist修改类

public static void main(String[] args)throws NotFoundException,CannotCompileException, InstantiationException,IllegalAccessException,NoSuchMethodException,SecurityException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException, IOException {
	ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
	// 需要加载类信息
	CtClass userClass = pool.get("com.itmayiedu.User");
	// 需要添加的方法
	CtMethod m = new CtMethod(CtClass.intType, "add", new CtClass[]{ CtClass.intType, CtClass.intType },userClass);
	// 方法权限
	m.setModifiers(Modifier.PUBLIC);
	// 方法体内容
	m.setBody("{System.out.println(\"Test003\"); return $1+$2;}");
	userClass.addMethod(m);
	userClass.writeFile("F:/test");// 将构造好的类写入到F:\test 目录下
	// 使用反射技术执行方法
	Classclazz = userClass.toClass();
	Object obj = clazz.newInstance(); // 通过调用User 无参构造函数
	Method method = clazz.getDeclaredMethod("add", int.class, int.class);
	Object result = method.invoke(obj, 200, 300);
	System.out.println(result);
}