你知道如何操作JAVA字節(jié)碼文件嗎，這里將介紹與操作Java字節(jié)碼有關(guān)的基本知識(shí)和操作Java字節(jié)碼的方法及Demo，首先我們來看一下AOP的概念，AOP是OOP的延續(xù)，是AspectOrientedProgramming的縮寫，意思是面向方面編程。

　　如何操作JAVA字節(jié)碼文件

　　本文將介紹與操作Java字節(jié)碼有關(guān)的基本知識(shí)和操作Java字節(jié)碼的方法及Demo，談到操作Java字節(jié)碼，不能不談到AOP（AspectOrientedProgramming），下面來簡單介紹一下：

　　AOP簡介

　　AOP是OOP的延續(xù)，是AspectOrientedProgramming的縮寫，意思是面向方面編程。AOP實(shí)際是GoF設(shè)計(jì)模式的延續(xù)，設(shè)計(jì)模式孜孜不倦追求的是調(diào)用者和被調(diào)用者之間的解耦，AOP可以說也是這種目標(biāo)的一種實(shí)現(xiàn)。

　　AOP的一個(gè)典型應(yīng)用就是J2EE。J2EE應(yīng)用系統(tǒng)只有部署在J2EE容器中才能運(yùn)行，那么為什么劃分為J2EE容器和J2EE應(yīng)用系統(tǒng)？通過對(duì)J2EE容器運(yùn)行機(jī)制的分析，可以發(fā)現(xiàn)：實(shí)際上J2EE容器分離了一般應(yīng)用系統(tǒng)的一些通用功能，例如事務(wù)機(jī)制、安全機(jī)制以及對(duì)象池或線程池等性能優(yōu)化機(jī)制。

　　這些功能機(jī)制是每個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)幾乎都需要的，因此可以從具體應(yīng)用系統(tǒng)中分離出來，形成一個(gè)通用的框架平臺(tái)，而且，這些功能機(jī)制的設(shè)計(jì)開發(fā)有一定難度，同時(shí)運(yùn)行的穩(wěn)定性和快速性都非常重要，必須經(jīng)過長時(shí)間調(diào)試和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)積累而成，因此，形成了專門的J2EE容器服務(wù)器產(chǎn)品，如TomcatJBoss。

　　簡單了解AOP后，再來了解一下AOP底層技術(shù)：

　　AOP（AspectOrientedProgramming）底層技術(shù)比較

　　從上面的圖表中分析可以看到，對(duì)于一般的操作Java字節(jié)碼要求（實(shí)際上是能夠滿足筆者100%的要求），綜合考慮功能，性能，可用性，易用性，使用Java字節(jié)碼框架來操作Java字節(jié)碼是最佳的選擇。

　　下面來了解一下都有哪些開源操作JavaJava字節(jié)碼的框架：

　　Javassist；

　　cglib；

　　SERP；

　　Packagegnu.bytecode；

　　Cojen；

　　Jdec；

　　BCEL；

　　ObjectWebASM；

　　JClassLib；

　　TroveClassFileAPI；

　　Jiapi；

　　ClassfileReader&Writer；

　　JBET；

　　Retroweaver；

　　Jen；

　　Soot

　　這里重點(diǎn)介紹一下ASM，因?yàn)橄旅鎸⑹褂肁SM框架進(jìn)行Java字節(jié)碼修改。

　　ASM這個(gè)Java字節(jié)碼操控框架能被用來動(dòng)態(tài)生成類或者增強(qiáng)既有類的功能。ASM可以直接產(chǎn)生二進(jìn)制class文件，也可以在類被加載入Java虛擬機(jī)之前動(dòng)態(tài)改變類行為。Javaclass被存儲(chǔ)在嚴(yán)格格式定義的.class文件里，這些類文件擁有足夠的元數(shù)據(jù)來解析類中的所有元素：類名稱、方法、屬性以及Java字節(jié)碼（指令）。ASM從類文件中讀入信息后，能夠改變類行為，分析類信息，甚至能夠根據(jù)用戶要求生成新類。下圖對(duì)當(dāng)前接觸常用的操作Java字節(jié)碼框架進(jìn)行了一個(gè)比較：

　　ASM的幾個(gè)特性：

　　1．JAVABased.

　　ASM是基于JAVA的，即用JAVA實(shí)現(xiàn)的。

　　2．Visitor模式.

　　對(duì)于ASM來說，Javaclass被描述為一棵樹；使用“Visitor”模式遍歷整個(gè)二進(jìn)制結(jié)構(gòu)。

　　3．復(fù)雜性低.易學(xué)易用.

　　ASM提供了更為現(xiàn)代的編程模型，降低了操作Java字節(jié)碼的復(fù)雜性，使用事件驅(qū)動(dòng)的處理方式使得用戶只需要關(guān)注于對(duì)其編程有意義的部分，而不必了解Java類文件格式的所有細(xì)節(jié)：ASM框架提供了默認(rèn)的“responsetaker”處理這一切。

　　4．較高的性能

　　對(duì)Java字節(jié)碼進(jìn)行操作的同時(shí)盡量減小的性能的損失（性能的損失是不可避免）。

　　這里來介紹一下ASM組成及順序圖：

　　
　　Corepackage提供了一個(gè)讀寫、修改Javabytecode的API，并且為其它的package定義了依據(jù)。這個(gè)package對(duì)于生成Javabytecode、實(shí)現(xiàn)大多數(shù)的bytecode變換而言意義重大。

　　Treepackage提供了Javabytecode的內(nèi)存表示法。

　　Analysispackage提供了基本的數(shù)據(jù)流分析和類型檢查算法，它們將用于在treeoackage中存儲(chǔ)Java方法bytecode。

　　Commonspackage（包含在ASM2.0中）提供了一些常用的bytecode轉(zhuǎn)換和用于簡化bytecode生成的適配器。

　　Utilpackage包含了一些幫助類和簡單的bytecode驗(yàn)證器，它們將有助于開發(fā)或者測試。

　　XMLpackage提供了一個(gè)用于在bytecode和XML之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的適配器，和一些允許使用XSLT定義bytecode轉(zhuǎn)換的兼容SAX的適配器。

　　順序圖：

　　Demo

　　這里我們來實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)功能：在不能改變?cè)a功能的前提下，對(duì)于一個(gè)特定類的特定方法有沒有被測試過，以HelloTaobao類中方法helloHeyun為例。

　　類HelloTaobao：

　　publicclassHelloTaobao  

　　{  

　　publicvoidhelloHeyun()

　　{  

　　System.out.println(“Hello,ThisisHeyun’sinvestigationaboutcodecoverage!”);

　　}  

　　}  

　　主方法類：

　　publicclassMain

　　{  

　　publicstaticvoidmain(String[]args)  

　　{

　　HelloTaobaoht=newHelloTaobao();  

　　ht.heyunHeyun();

　　}  

　　}  

　　到這里，我們運(yùn)行一下程序，會(huì)在Console輸出字符串：“Hello,ThisisHeyun’sinvestigationaboutcodecoverage!”。
 

　　下面我們來操作一下Java字節(jié)碼文件HelloTaobao.class：

　　1．想操作Java字節(jié)碼的某一方法，需要繼承ASM中的ClassAdapter和MethodAdapter

　　2．定義類Generator來讀入Java字節(jié)碼文件HellTaobao，改造Java字節(jié)碼文件，生成改造后的同名Java字節(jié)碼文件HellTaobao，代碼如下：

　　publicclassGenerator  

　　{

　　publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException  

　　{  

　　ClassReadercr=newClassReader(“HellTaobao”);  

　　ClassWritercw=newClassWriter(ClassWriter.COMPUTE_MAXS);

　　ClassAdapterclassAdapter=newByteCodeClassHandler(cw);]

　　cr.accept(classAdapter,ClassReader.SKIP_DEBUG);

　　byte[]data=cw.toByteArray();  

　　Filefile=newFile(“HellTaobao.class”);

　　 FileOutputStreamfout=newFileOutputStream(file);

　　fout.write(data);  

　　fout.close();  

　　}

　　}  

　　3．ByteCodeClassHandler（自定義）類繼承ClassAdapter（fromASM）

　　4．ByteCodeClassHandler類中重寫visitMethod，這個(gè)方法里去判斷如果Java字節(jié)碼文件HelloTaobao.class包含方法helloHeyun就調(diào)用ByteCodeMethodHandler類

　　publicclassByteCodeClassHandlerextendsClassAdapter

　　{

　　publicByteCodeClassHandler(ClassVisitorcv)

　　{  

　　super(cv);

　　}

　　publicvoidvisit(intversion,intaccess,Stringname,Stringsignature,

　　StringsuperName,String[]interfaces)

　　{  

　　super.visit(version,access,name,signature,superName,interfaces);

　　}

　　publicvoidvisitSource(Stringsource,Stringdebug)  

　　{

　　super.visitSource(source,debug);

　　}

　　publicvoidvisitEnd()

　　{  

　　}

　　@Override

　　publicMethodVisitorvisitMethod(intaccess,Stringname,Stringdesc,  

　　publicMethodVisitorvisitMethod(intaccess,Stringname,Stringdesc,  

　　{  

　　MethodVisitormv=cv.visitMethod(access,name,desc,signature,  

　　exceptions);  

　　MethodVisitorwrappedMv=mv;  

　　if(mv!=null)

　　{

　　//對(duì)于”helloHeyun”方法進(jìn)行改造  

　　if(name.equals(“helloHeyun”))  

　　{

　　//使用自定義MethodVisitor，改寫方法內(nèi)容  

　　wrappedMv=newByteCodeMethodHandler(mv);  

　　}

　　}

　　returnwrappedMv;

　　}

　　}

　　5．ByteCodeMethodHandler(自定義)繼承MethodAdapter(fromASM)，這里來做改造想要調(diào)用的自定義方法，這里將調(diào)用類ControlByteCode（自定義）中的controlByteCodeByHeyun（自定義）方法

　　publicclassByteCodeMethodHandlerextendsMethodAdapter  

　　{  

　　publicByteCodeMethodHandler(MethodVisitormv)  

　　{

　　super(mv);  

　　}

　　publicvoidvisitCode()

　　{

　　visitMethodInsn(Opcodes.INVOKESTATIC,“ControlByteCode”,

　　“controlByteCodeByHeyun”,“()V”);  

　　}  

　　}  

　　6．ControlByteCode類的controlByteCodeByHeyun方法如下

　　publicclassControlByteCode

　　{  

　　publicstaticvoidcontrolByteCodeByHeyun()

　　{

　　System.out.println(“Thismethodhasalreadybeencovered.”);

　　//TODOrealsecuritycheck

　　}  

　　}  

　　7.這樣，當(dāng)運(yùn)行完Generator類中main方法后，會(huì)生成一個(gè)和原Java字節(jié)碼文件同名的文件(可以觀察出，會(huì)比以前的文件大，當(dāng)然也可以用MD5來確定是兩個(gè)不同文件)。

　　8．此時(shí)在運(yùn)行主方法類Main，會(huì)發(fā)現(xiàn)在Console打印如下：

　　Hello,ThisisHeyun’sinvestigationaboutcodecoverage!

　　Thismethodhasalreadybeencovered.

　　9．由此，可以看出，在原功能沒有變化的前提下，通過改變Java字節(jié)碼文件，我們實(shí)現(xiàn)了CodeCoverage的雛形。實(shí)際上，很多CodeCoverage工具(如Cobertura)都是運(yùn)用此方法來實(shí)現(xiàn)Instrument（插裝）的。