没有外部库的Java字节码操作

Question

诸如ASM，BCEL，Javaassist和AspectJ之类的库都具有运行时字节码操纵的能力，但是它们如何实现这一点？

我之前使用ASM做过一些基本的字节码操作，但是我不知道它是如何工作的。 Java代理是否在程序的其余部分之前在JVM中执行，是否允许ASM加载已编译的类并在JVM执行它们之前对其进行编辑？

如果是这样，是否可以在不使用ASM之类的外部库的情况下执行Java字节码操作，并使用BufferedReader加载已编译的类文件并编写自定义解析器等？

Answer 1

类文件只是字节序列，其格式在The Java Virtual Machine Specification中指定。 BufferedReader用于文本文件，因此您希望使用BufferedInputStream，但是格式非常复杂。

您可以加载受操纵的类文件，就像它们是由javac生成的一样。您也可以使用java.net.URLClassLoader.newInstance或类似名称动态加载它们。 Java代理允许在加载类文件时通过Java或本机接口进行修改（如果要修改在加载类之前加载的类，则后者是必需的）。

Answer 2

这些库基于标准Java API，当然，您也可以在没有这些库的情况下使用自己。

首先，Java类文件只是JVMS §4, The class File Format中指定的格式明确的字节序列。提到的库的主要任务是提供用于处理这种格式的字节序列的工具。第二个是获取现有或导出已修改或新创建的类的定义。

处理第二个任务有两种不同的方式。一种是从持久性存储（例如文件系统或jar文件等）中读取已编译的类，然后在特定代码未运行时将它们写回到这些存储中，例如构建和部署工具。这应该很简单，因为它可以归结为读写字节。

另一种方法是在运行时操作类，这可以由Java代理通过Instrumentation API完成。它提供了在加载/定义第一次使用类之前拦截类的机制，还提供了重新定义类的机制。后者不能自由更改它们，目前，它必须保留所有字段和方法声明，因此它主要可用于更改方法的可执行代码。

如果您想在没有其他第三方库的情况下进行类文件处理的示例，请在Stackoverflow上找到一些答案

• Extract the class name from a class file
• Find all class dependencies
• Parse the constant pool
• Iterate over all instructions of a method

当然，这些示例仅是单一用途的代码或草图。如果将它们扩展到更通用或更有用的功能，很快您将最终基本上重新实现这些库。