应用 ASM 实现 Java 说话的“多重持续”

添加时间:2013-6-1 点击量:

题目的提出

在大项目组景象下，须要多重持续往往意味着糟糕的设计。但在处理惩罚一些遗留项目标时辰，多重持续可能是我们能做出的选择中价格小。因为 Java 说话本身不支撑多重持续，这经常会给我们带来麻烦，最后的成果可能就是多量的反复代码。本文试图应用 ASM 框架来解决这一题目。在扩大类的功能的同时，不产生任何反复代码。

推敲如下的实际景象：有一组类，名为 SubClass1、SubClass2、SubClass3 和 SubClass4，它们共同持续了同一个父类 SuperClass。如今，我们须要这组类中的一项目组，例如 SubClass1 和 SubClass2，这两个类还要实现别的两个接口，它们分别为：IFibonacciComputer 和 ITimeRetriever。然而，这两个接口已经有了各自的实现类 FibonacciComputer 和 TimeRetriever。并且这两个类的实现逻辑就是我们想要的，我们不想做任何批改，只在 SubClass1 和 SubClass2 两个类中包含这些实现逻辑。

它们的布局如图 1 所示：

图 1. 布局类图

因为 SubClass1，SubClass2 已经持续了 SuperClass，所以我们无法让它们再持续 FibonacciComputer 或 TimeRetriever。

所以，想要它们再实现 IFibonacciComputer 和 ITimeRetriever 这两个接口，必定会产生反复代码。

下面，我们就应用 ASM 来解决这个题目。

Java class 文件格局以及类加载器介绍

在后面的内容中，须要对 Java class 文件格局以及类加载器的常识有必然的懂得，所以这里先对这些内容做一个简单介绍：

class 文件格局

Java class 文件的布局如图 2 所示（图中“”默示呈现 0 次或随便率性多次）：

图 2.Java class 文件布局

具体申明如下：

Magic Number: 每个 class 文件的前 4 个字节被称为“魔数”，它的内容为：0 xCAFEBABE。魔数的感化在于可以轻松地辨别出一个文件是不是 class 文件。

Version: 该项指明该 class 文件的版本号。

Constant Pool: 常量池是 class 文件中布局错杂，也首要的项目组。常量池包含了与文件中类和接口相干的常量。常量池中存储了诸如文字字符串，final 变量值。Java 虚拟机把常量池组织为进口列表的情势。常量池中很多进口都指向其他的常量进口，并且 class 文件中紧跟着常量池的很多条目也都邑指向常量池的进口。除了字面常量之外，常量池还可以容纳以下几种符号引用：类和接口的全限制名，字段的名称和描述符和办法的名称和描述符等。

Modifiers: 该项指明该文件中定义的是类还是接口，以及声明顶用了哪种润饰符，类或接口是私有的，还是公共的，类的类型是否是 final 的，等等。

This class: 该项是对常量池的索引。在这个地位，Java 虚拟性可以或许找到一个容纳了类或接口全限制名的进口。这里须要重视的是：在 class 文件中，所有类的全限制名都是以内部名称情势默示的。内部名称是将本来类全限制名中的“.”调换为“/”。例如：java.lang.String 的内部名称为 java/lang/String。

Super Class: 该项也是对常量池的索引，指了然该类超类的内部名称。

Interfaces: 该项指了然由该类直接实现或由接口扩大的父接口的信息。

注：Modifiers，This Class，Super Class 和 Interfaces 这四项的和就是一个类的声明项目组。

Annotation: 该项存储的是注解相干的内容，注解可能是关于类的，办法的以及字段的。

Attribute: 该项用来存储关于类，字段以及办法的附加信息。在 Java 5 引入了注解之后，该项目组内容几乎已经没有效处。

Field: 该项用来存储类的字段信息。

Method: 该项用来存储类的办法信息。

类装载器介绍

类装载器负责查找并装载类。每个类在被应用之前，都必须先经由过程类装载器装载到 Java 虚拟机傍边。Java 虚拟机有两种类装载器 :

启动类装载器
启动类装载器是 Java 虚拟机实现的一项目组，每个 Java 虚拟机都必须有一个启动类装载器，它知道怎么装载受信赖的类，比如 Java API 的 class 文件。

用户自定义装载器
用户自定义装载器是通俗的 Java 对象，它的类必须派生自 java.lang.ClassLoader 类。ClassLoader 类中定义的办法为法度供给了接见类装载机制的接口。

ASM 简介以及编程模型

ASM 简介

ASM 是一个可以用来生成\转换和解析 Java 字节码的代码库。其他类似的对象还有 cglib、serp和 BCEL等。相较于这些对象，ASM 有以下的长处 :

ASM 具有简单、设计杰出的 API，这些 API 易于应用。

ASM 有很是杰出的开辟文档，以及可以帮助简化开辟的 Eclipse 插件

ASM 支撑 Java 6

ASM 很小、很快、很结实

ASM 有很大的用户群，可以帮助新手解决开辟过程中碰到的题目

ASM 的开源容许可以让你几乎以任何体式格式应用它

编程模型

ASM 供给了两种编程模型：

Core API，供给了基于事务情势的编程模型。该模型不须要一次性将全部类的布局读取到内存中，是以这种体式格式更快，须要更少的内存。但这种编程体式格式难度较大。

Tree API，供给了基于树形的编程模型。该模型须要一次性将一个类的完全布局全部读取到内存傍边，所以这种办法须要更多的内存。这种编程体式格式较简单。

下文中，我们将只应用 Core API，是以我们只介绍与其相干的类。

Core API 中把持字节码的功能基于 ClassVisitor 接口。这个接口中的每个办法对应了 class 文件中的每一项。Class 文件中的简单项的接见应用一个零丁的办法，办法参数描述了这个项的内容。而那些具有随便率性长度和错杂度的项，应用别的一类办法，这类办返回一个帮助的 Visitor 接口，经由过程这些帮助接口的对象来完成具体内容的接见。例如 visitField 办法和 visitMethod 办法，分别返回 FieldVisitor 和 MethodVisitor 接口的对象。

清单 1 为 ClassVisitor 中的办法列表：

清单 1.ClassVisitor 接口中的办法

				

 public interface ClassVisitor { 

   // 接见类的声明项目组

    void visit（int version， int access， String name， String 

 signature，String superName， String[] interfaces）; 

   // 接见类的代码

    void visitSource（String source， String debug）; 

   // 接见类的外部类

    void visitOuterClass（String owner， String name， String desc）; 

   // 接见类的注解

    AnnotationVisitor visitAnnotation（String desc， boolean visible）; 

   // 接见类的属性

    void visitAttribute（Attribute attr）; 

   // 接见类的内部类

    void visitInnerClass（String name， String outerName， 

 String innerName，int access）; 

   // 接见类的字段

    FieldVisitor visitField（int access， String name， String desc， 

 String signature， Object value）; 

   // 接见类的办法

    MethodVisitor visitMethod（int access， String name， 

 String desc，String signature， String[] exceptions）; 

   // 接见停止

    void visitEnd（）; 

 }

彼此相爱，却不要让爱成了束缚：不如让它成为涌动的大海，两岸乃是你们的灵魂。互斟满杯，却不要同饮一杯。相赠面包，却不要共食一个。一起歌舞欢喜，却依然各自独立，相互交心，却不是让对方收藏。因为唯有生命之手，方能收容你们的心。站在一起却不要过于靠近。—— 纪伯伦《先知》

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