本文转载自ASM的基础用法

导语

新闻里使用的热补丁修复方案是基于AspectJ,AspectJ是AOP的一种实现。

无意接触到一种小巧轻便的Java字节码操控框架ASM,它也能方便地生成和改造Java代码。

本文主要分为几个部分:

  1. 什么是ASM;
  2. 为什么要动态生成Java类;
  3. 为什么选择ASM;
  4. ASM中的核心类和核心方法;
  5. ASM示例;

什么是ASM?

ASM是一个Java字节码操控框架。它能被用来动态生成类或者增强既有类的功能。ASM可以直接产生二进制 class文件,也可以在类被加载入Java虚拟机之前动态改变类行为。

如果想了解Java虚拟机的工作过程可参考JVM原理浅析

为什么要动态生成Java类?

举个例子,目前有一个既有的银行管理系统,包括Bank、Customer、Account、Invoice等对象,现在要加入一个安全检查模块,对已有类的所有操作之前都必须进行一次安全检查。

然而 Bank、Customer、Account、Invoice 是代表不同的事务,派生自不同的父类,很难在高层上加入关于Security Checker的共有功能。对于没有多继承的Java来说,更是如此。

传统解决方案是使用装饰器模式,装饰器模式动态的将责任链附加到对象上,若要扩展功能,装饰者提供了比继承更加富有弹性的代替方案

装饰器模式可以在一定程度上改善耦合,而功能仍旧是分散的,每个需要Security Checker的类都必须派生一个Decorator,每个需要Security Checker的方法都要被包装(wrap)。

下面我们以 Account类为例看一下Decorator:

首先,有一个SecurityChecker类,其静态方法checkSecurity执行安全检查功能:

public class SecurityChecker {

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

另一个是Account类:

public class Account {

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

若想对operation加入对SecurityCheck.checkSecurity()调用,标准的Decorator需要先定义一个 Account类的接口:

public interface IAccount {

    void operation();
}

然后定义一个实现类:

public class AccountImpl implements IAccount {
@Override
public void operation() {
System.out.println("operation...");
}
}

定义一个AccountImpl类的Decorator,并包装operation方法:

public class AccountWithSecurityCheck implements IAccount {
private IAccount account; public AccountWithSecurityCheck(IAccount IAccount) {
this.account = IAccount;
} public void operation() {
SecurityChecker.checkSecurity();
account.operation();
}
}

最后的调用方式为:

public class Test {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        // 1.使用包装类
AccountWithSecurityCheck account = new AccountWithSecurityCheck(new AccountImpl());
account.operation();
}
}

在这个简单的例子里,改造一个类的一个方法还好,如果是变动整个模块,Decorator很快就会演化成另一个噩梦。动态改变Java类就是要解决AOP的问题,提供一种得到系统支持的可编程的方法,自动化地生成或者增强Java代码。

为什么选择ASM?

最直接的改造Java类的方法莫过于直接改写class文件。Java 规范详细说明了class文件的格式,直接编辑字节码确实可以改变Java类的行为。

还有一种比较理想且流行的方式是是使用java.lang.reflect.Proxy。我们仍旧使用以上的例子,给Account类加上checkSecurity功能。

首先,Proxy编程是面向接口的,Proxy并不负责实例化对象,和Decorator模式一样,要把Account定义成一个接口,然后在AccountImpl里实现Account接口,接着实现一个InvocationHandlerAccount方法被调用的时候,虚拟机都会实际调用这个InvocationHandler的invoke方法:

public class SecurityProxyInvocationHandler implements InvocationHandler {

    private Object proxyedObject;

    public SecurityProxyInvocationHandler(Object o) {
proxyedObject = o;
} @Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { if (proxy instanceof IAccount && "operation".equals(method.getName())) {
SecurityChecker.checkSecurity();
}
return method.invoke(proxyedObject, args);
}
}

最后,在应用程序中指定InvocationHandler生成代理对象:

public class Test {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        // 2.使用代理
IAccount account = (IAccount) Proxy.newProxyInstance(
IAccount.class.getClassLoader(),
new Class[]{IAccount.class},
new SecurityProxyInvocationHandler(new AccountImpl()));
account.operation();
}
}

其不足之处在于:

  • Proxy是面向接口的,所有使用Proxy的对象都必须定义一个接口,而且用这些对象的代码也必须是对接口编程的:Proxy生成的对象是接口一致的而不是对象一致的:例子中Proxy.newProxyInstance生成的是实现IAccount接口的对象而不是AccountImpl的子类。这对于软件架构设计,尤其对于既有软件系统是有一定掣肘的。
  • Proxy毕竟是通过反射实现的,必须在效率上付出代价:有实验数据表明,调用反射比一般的函数开销至少要大10倍。而且,从程序实现上可以看出,对proxy class的所有方法调用都要通过使用反射的invoke方法。因此,对于性能关键的应用,使用proxy class是需要精心考虑的,以避免反射成为整个应用的瓶颈。

ASM能够通过改造既有类,直接生成需要的代码。增强的代码是硬编码在新生成的类文件内部的,没有反射带来性能上的付出。同时,ASM与Proxy编程不同,不需要为增强代码而新定义一个接口,生成的代码可以覆盖原来的类,或者是原始类的子类。它是一个普通的Java类而不是Proxy类,甚至可以在应用程序的类框架中拥有自己的位置,派生自己的子类。

ASM使用

使用javap -c命令查看Account类的字节码

5-9行表示的是一个的默认构造方法,是编译器为我们自动添加的。参考来自深入字节码 – 使用 ASM 实现 AOP

11-结束表示我们编写的operation方法。

aload_0:这个指令是LOAD系列指令中的一个,它的意思表示装载当前第0个元素到堆栈中。代码上相当于“this”。

invokespecial:这个指令是调用系列指令中的一个。其目的是调用对象类的方法。后面需要给上父类的方法完整签名。“#1”的意思是class文件常量表中第1个元素。值为:“java/lang/Object.””

ASM的基础用法的更多相关文章

  1. Golang 汇编asm语言基础学习

    Golang 汇编asm语言基础学习 一.CPU 基础知识 cpu 内部结构 cpu 内部主要是由寄存器.控制器.运算器和时钟四个部分组成. 寄存器:用来暂时存放指令.数据等对象.它是一个更快的内存. ...

  2. PropertyGrid控件由浅入深(二):基础用法

    目录 PropertyGrid控件由浅入深(一):文章大纲 PropertyGrid控件由浅入深(二):基础用法 控件的外观构成 控件的外观构成如下图所示: PropertyGrid控件包含以下几个要 ...

  3. logstash安装与基础用法

    若是搭建elk,建议先安装好elasticsearch 来自官网,版本为2.3 wget -c https://download.elastic.co/logstash/logstash/packag ...

  4. elasticsearch安装与基础用法

    来自官网,版本为2.3 注意elasticsearch依赖jdk,2.3依赖jdk7 下载rpm包并安装 wget -c https://download.elastic.co/elasticsear ...

  5. BigDecimal最基础用法

    BigDecimal最基础用法 用字符串生成的BigDecimal是不会丢精度的. 简单除法. public class DemoBigDecimal { public static void mai ...

  6. Vue组件基础用法

    前面的话 组件(Component)是Vue.js最强大的功能之一.组件可以扩展HTML元素,封装可重用的代码.根据项目需求,抽象出一些组件,每个组件里包含了展现.功能和样式.每个页面,根据自己所需, ...

  7. Smarty基础用法

    一.Smarty基础用法: 1.基础用法如下 include './smarty/Smarty.class.php';//引入smarty类 $smarty = new Smarty();//实例化s ...

  8. 前端自动化测试神器-Katalon的基础用法

    前言 最近由于在工作中需要通过Web端的功能进行一次大批量的操作,数据量大概在5000左右,如果手动处理, 完成一条数据的操作用时在20秒左右的话,大概需要4-5个人/天的工作量(假设一天8小时的工作 ...

  9. Bootstrap fileinput:文件上传插件的基础用法

    官网地址:http://plugins.krajee.com/ 官网提供的样例:http://plugins.krajee.com/file-input/demo 基础用法一 导入核心CSS及JS文件 ...

随机推荐

  1. nginx常用功能和配置

    nginx常用功能和配置 1.nginx常用功能和配置 1.1 限流 1.2 压力测试工具--Ab 1.2.1安装 1.2.2 测试 1.2.3 返回值 1.3 limit_conn_zone 1.4 ...

  2. Spark 将DataFrame所有的列类型改为double

    Spark 将DataFrame所有的列类型改为double 1.单列转化方法 2.循环转变 3.通过:_* 1.单列转化方法 import org.apache.spark.sql.types._ ...

  3. Redis4.0.1的安装及哨兵模式的配置

    https://blog.csdn.net/u014182745/article/details/76294146

  4. maven高级笔记

    Maven高级 1.maven基础知识回顾 1.1 maven介绍 maven 是一个项目管理工具,主要作用是在项目开发阶段对Java项目进行依赖管理和项目构建. 依赖管理:就是对jar包的管理.通过 ...

  5. Windows10与虚拟机中CentOS-7.2进行telnet通信 出现在端口23处失败【解决】

    (telnet服务是由xinetd守护,所以安装和启动都要用到xinetd) 1.先检查CentOS7.0是否已经安装以下几个安装包:telnet-server.telnet.xinetd.命令如下: ...

  6. Codeforces Round #296 (Div. 2B. Error Correct System

    Ford Prefect got a job as a web developer for a small company that makes towels. His current work ta ...

  7. python对csv文件读写的两种方式 和 读写文件编码问题处理

    ''' 如果文件读取数据出错,可以考虑加一个encoding属性,取值可以是:utf-8,gbk,gb18030 或者加一个属性error,取值为ignore,例如 open(path, encodi ...

  8. UVALive 7146

    Long long ago there is a strong tribe living on the earth. They always have wars and eonquer others. ...

  9. Python——控制鼠标键盘

    一.安装包 pip install pynput 二.引用包 from pynput import mouse,keyboard 三.控制鼠标 from pynput.mouse import But ...

  10. 弹性伸缩 AS(Auto Scaling)

    根据业务需求和策略设置伸缩规则,在业务需求增长时自动为您增加 ECS 实例以保证计算能力,在业务需求下降时自动减少 ECS 实例以节约成本,弹性伸缩不仅适合业务量不断波动的应用程序,同时也适合业务量稳 ...