Java中的Javassist怎么使用

王林

发布时间：2023-05-17 20:07:10

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开篇

说起 aop 小伙伴们肯定很熟悉，无论是 jdk 动态代理或者是 cglib 等，其底层都是通过操作 java 字节码来实现代理。asm、aspectj和javassist等是常用的操作字节码的技术。

ASM 其设计和实现是尽可能小而且快，更专注于性能。它在指令的层面来操作，所以使用它需要对 JVM 的指令有所了解，门槛较高，CGLIB 就使用了 ASM 技术。

AspectJ 扩展了 Java 语言，定义了一系列 AOP 语法，在 JVM 中运行需要使用特定的编译器生成遵守 Java 字节码规范的 Class 文件，Spring AOP 使用了 AspectJ 。

Javassist 直接使用 Java 编码的形式操作字节码，简单易上手，性能高于反射，相比于 ASM 稍低。

Javassist 常用类

Javassist 抽象出一个 ClassPool 对象来操作 Java 类，可以通过 ClassPool.getDefault() 来获取默认的 ClassPool 。常用的对象：

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CtClass：代表一个 Class 的实例，可以通过类的全限定名来获取 CtClass 对象，其中包含了对 Class 的各种操作。

ClassPool：通过 HashTable 保存了路径下的 CtClass 信息，key为类的全限定名称，value 为类名对应的 CtClass 对象。

CtMethod、CtField：抽象出类的方法和属性，可以用于定义或修改方法和字段。

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Javassist 的使用

依赖


  org.javassist
  javassist
  3.27.0-GA

代码示例

// 获取默认类池
  ClassPool classPool = ClassPool.getDefault();
  // 1. 创建空类
  CtClass ctClass = classPool.makeClass("com.aysaml.demo.javassist.User");

  // 2. 创建 String 类型的 name 字段
  CtField field = new CtField(classPool.get("java.lang.String"), "name", ctClass);
  // 设置字段访问级别 private
  field.setModifiers(Modifier.PRIVATE);
  // 增加字段
  ctClass.addField(field);

  // 3. 增加 getter & setter 方法
  ctClass.addMethod(CtNewMethod.getter("getName", field));
  ctClass.addMethod(CtNewMethod.setter("setName", field));

  // 4. 增加无参构造方法：其中 $0 表示 this，$1 表示参数
  CtConstructor noArgsCons = new CtConstructor(new CtClass[] {}, ctClass);
  noArgsCons.setBody("{$0.name=\"mark\";}");
  ctClass.addConstructor(noArgsCons);

  // 5. 增加有参构造方法
  CtConstructor hasArgsCons =
    new CtConstructor(new CtClass[] {classPool.get("java.lang.String")}, ctClass);
  hasArgsCons.setBody("{$0.name=$1;}");
  ctClass.addConstructor(hasArgsCons);

  // 6. 创建方法
  CtMethod method = new CtMethod(CtClass.voidType, "printName", new CtClass[] {}, ctClass);
  method.setBody("{System.out.println($0.name);}");
  ctClass.addMethod(method);

  // 7. 生成类文件：可指定路径，默认为当前项目根目录
  ctClass.writeFile();

  // 8. 创建类实例
  Object person = ctClass.toClass().newInstance();

如何实现类似 AOP 的功能

javassist 对于编程化的操作字节码是很简单易懂的，我们以在方法的开头结尾打印信息为例：

public class Cat {

 /** 记录喵喵喵的次数 */
 private int num;

 public void miao() {
  this.num++;
 }
}

我们要在 miao( ) 方法的前增加声音输出：

public static void main(String[] args) throws NotFoundException, CannotCompileException {
  ClassPool classPool = ClassPool.getDefault();
  // 获取 Cat 类的 CtClass 对象
  CtClass catClass = classPool.get("com.aysaml.demo.javassist.Cat");
  // 获取 miao( ) 方法
  CtMethod method = catClass.getDeclaredMethod("miao");
  method.insertBefore("System.out.println(\"miao~\");");
  // 加载修改过的类，注意必须要保证调用前这个类没有被加载过
  catClass.toClass();
  //测试
  Cat cat = new Cat();
  cat.miao();
 }

注意到，在使用 catClass.toClass() 加载被修改过的类时，强调必须保证在调用前这个类没有被加载过，否则会报 attempted duplicate class definition for name 异常。

我们知道一个类是不能被一个类加载器加载两次的，所以为了解决这个问题，需要制定一个没有加载过该类的 Classloader，Javassist 提供了一个 ClassLoader ，如下：

public class Cat {

 /** 记录喵喵喵的次数 */
 private int num;

 public void miao() {
  System.out.println("调用了 miao 方法");
  this.num++;
 }

 public static void main(String[] args) throws Exception{
  ClassPool classPool = ClassPool.getDefault();
  // 获取 Cat 类的 CtClass 对象
  CtClass catClass = classPool.get("com.aysaml.demo.javassist.Cat");
  // 获取 miao( ) 方法
  CtMethod method = catClass.getDeclaredMethod("miao");
  method.insertBefore("System.out.println(\"miao~\");");
  // 重新设置一个 Classloader
  Loader classLoader = new Loader(classPool);
  Class clazz = classLoader.loadClass("com.aysaml.demo.javassist.Cat");
  // 调用修改过的类的方法
  clazz.getDeclaredMethod("miao").invoke(clazz.newInstance());
 }
}

执行结果为：

Java中的Javassist怎么使用