ASM简单入门笔记

雨点打透心脏的1/2处 2022-10-01 06:55 86阅读 0赞

## 1. 前言 ##

前几天,在Q群里有个大佬,展示了下 Android 做无痕埋点,觉得挺厉害的
    问了下使用的是 AspectJ, 网上搜了下资料 ASM 比 AspectJ 更灵活,更轻量
    刚好趁着五一假期系统的学习下
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## 2. 介绍 ##

ASM 是一款轻量级的Java字节码操作仓库
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## 3. 前期准备 ##

### 3.1 简单的asm 方面的知识 ###

ASM 主要有几个类需要了解 而且需要对 Java字节码 比较熟悉
    
    ClassReader
        字节码的读取与分析引擎。它采用类似SAX的事件读取机制，每当有事件发生时，调用注册的ClassVisitor、AnnotationVisitor、FieldVisitor、MethodVisitor做相应的处理。
    
    ClassVisitor
        定义在读取Class字节码时会触发的事件，如类头解析完成、注解解析、字段解析、方法解析等
    
    AnnotationVisitor
        定义在解析注解时会触发的事件，如解析到一个基本值类型的注解、enum值类型的注解、Array值类型的注解、注解值类型的注解等
    
    FieldVisitor
        定义在解析字段时触发的事件，如解析到字段上的注解、解析到字段相关的属性等
        
    MethodVisitor
        定义在解析方法时触发的事件，如方法上的注解、属性、代码等。
    
    ClassWriter
        它实现了ClassVisitor接口，用于拼接字节码。
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### 3.2 开发工具准备 ###

idea / Android studio 
    ASM Bytecode Viewer(对 Java字节码 不熟悉的话必备)
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## 4 实战 ##

### 4.1 要实现的效果 ###

class Hello {
        public static void main(String[] args) {
            show();
        }
    
        public static void show(){
            System.out.println("Hello World");
        }
    }
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上图为一个 Hello 类,要对 show() 方法的耗时进行计算并打印
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### 4.2 编写 ASM 逻辑 ###

#### 4.2.1 编写 ClassVisitor ####

解析类的监听器,解析Class字节码时会触发内部的方法
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public class TestClassVisitor extends ClassVisitor {
        public TestClassVisitor(final ClassVisitor cv) {
            super(Opcodes.ASM5, cv);
        }
    
        @Override
        public void visit(int version, int access, String name, String signature, String superName, String[] interfaces) {
            if (cv != null) {
                cv.visit(version, access, name, signature, superName, interfaces);
            }
        }
    
        @Override
        public MethodVisitor visitMethod(int access, String name, String desc, String signature, String[] exceptions) {
            //如果methodName是show，则返回我们自定义的TestMethodVisitor
            if ("show".equals(name)) {
                MethodVisitor mv = cv.visitMethod(access, name, desc, signature, exceptions);
                return new TestMethodVisitor(mv);
            }
            if (cv != null) {
                return cv.visitMethod(access, name, desc, signature, exceptions);
            }
            return null;
        }
    }
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#### 4.2.2 编写 MethodVisitor ####

解析方法的监听器,解析Method时会触发内部的方法
    编写前若对 Java字节码 不熟悉的话 
        建议安装 ASM Bytecode Viewer 插件!!!
        建议安装 ASM Bytecode Viewer 插件!!!
        建议安装 ASM Bytecode Viewer 插件!!!
    
    先新建一个类 编写要注入的代码,然后用插件查看
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public class TestMethodVisitor extends MethodVisitor implements Opcodes {
        public TestMethodVisitor(MethodVisitor mv) {
            super(Opcodes.ASM5, mv);
        }
    
        @Override
        public void visitCode() {
            //方法体内开始时调用
            mv.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "java/lang/System", "currentTimeMillis", "()J", false);
            mv.visitVarInsn(LSTORE, 0);
            super.visitCode();
        }
        @Override
        public void visitInsn(int opcode) {
            //每执行一个指令都会调用
            if (opcode == Opcodes.RETURN) {
                mv.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "java/lang/System", "currentTimeMillis", "()J", false);
                mv.visitVarInsn(LLOAD, 0);
                mv.visitInsn(LSUB);
                mv.visitVarInsn(LSTORE, 2);
                Label l3 = new Label();
                mv.visitLabel(l3);
                mv.visitLineNumber(11, l3);
                mv.visitFieldInsn(GETSTATIC, "java/lang/System", "out", "Ljava/io/PrintStream;");
                mv.visitTypeInsn(NEW, "java/lang/StringBuilder");
                mv.visitInsn(DUP);
                mv.visitMethodInsn(INVOKESPECIAL, "java/lang/StringBuilder", "<init>", "()V", false);
                mv.visitLdcInsn("== method cost time = ");
                mv.visitMethodInsn(INVOKEVIRTUAL, "java/lang/StringBuilder", "append", "(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;", false);
                mv.visitVarInsn(LLOAD, 2);
                mv.visitMethodInsn(INVOKEVIRTUAL, "java/lang/StringBuilder", "append", "(J)Ljava/lang/StringBuilder;", false);
                mv.visitLdcInsn(" ==");
                mv.visitMethodInsn(INVOKEVIRTUAL, "java/lang/StringBuilder", "append", "(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;", false);
                mv.visitMethodInsn(INVOKEVIRTUAL, "java/lang/StringBuilder", "toString", "()Ljava/lang/String;", false);
                mv.visitMethodInsn(INVOKEVIRTUAL, "java/io/PrintStream", "println", "(Ljava/lang/String;)V", false);
    
            }
            super.visitInsn(opcode);
        }
    }
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### 4.3 测试效果 ###

编写测试类 运行

public class Demo {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            ClassReader cr = new ClassReader(Hello.class.getName());
            ClassWriter cw = new ClassWriter(cr, ClassWriter.COMPUTE_MAXS);
            ClassVisitor cv = new TestClassVisitor(cw);
            cr.accept(cv, Opcodes.ASM5);
            // 获取生成的class文件对应的二进制流
            byte[] code = cw.toByteArray();
            //将二进制流写到out/下
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream("out/Hello.class");
            fos.write(code);
            fos.close();
        }
    }
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原 Hello 类生成的 .class 文件,以及输出效果

字节码修改后的 Hello 类的 .class 文件以及输出效果

## 用途 ##

可以用于无痕埋点,打印日志,以及性能监控等
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## TIPS: ##

[Github][]

转载于:https://juejin.im/post/5cc978d051882540cb2c0ac3

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