ASMSupport教程2动态生成类

洪念

2023-12-01

在上一篇文章中我们介绍了如何生成接口，这次我们将编写如何生成一个Class，首先我们先看下面的代码：

public class CreateClassExample {
    private static String staticGlobalVariable = "I'm a static global variable at class";
    public int globalVariable;

    public CreateClassExample(int intVal) {
        this.globalVariable = intVal;
    }

    private void commonMethod() {
        System.out.println("staticGlobalVariable : " + staticGlobalVariable);
        System.out.println("globalVariable : " + this.globalVariable);
    }

    public static void main(String[] args) {
        new CreateClassExample(1024).commonMethod();
    }
}

和前面的例子一样我们创建一个带有main方法的可执行的class

public class CreateClass extends AbstractExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //asmsupport code
        generate(creator);
    }
}

我们的生成class的代码写在上面的”//asmsupport code”处，具体代码如下：

public class CreateClass extends AbstractExample {

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

        ClassCreator creator = new ClassCreator(Opcodes.V1_5, Opcodes.ACC_PUBLIC , "generated.create.CreateClassExample", null, null);

        creator.createGlobalVariable("staticGlobalVariable", Opcodes.ACC_PRIVATE + Opcodes.ACC_STATIC, AClass.STRING_ACLASS);

        creator.createStaticBlock(new CInitBody(){
            @Override
            public void generateBody() {
                assign(getMethodOwner().getGlobalVariable("staticGlobalVariable"), Value.value("I'm a static global variable at class"));
                runReturn();
            }
        });

        creator.createGlobalVariable("globalVariable", Opcodes.ACC_PUBLIC, AClass.INT_ACLASS);

        creator.createConstructor(new AClass[]{AClassFactory.getProductClass(int.class)}, new String[]{"intVal"}, new InitBody(){

            @Override
            public void generateBody(LocalVariable... argus) {

                invokeSuperConstructor();

                assign(getThis().getGlobalVariable("globalVariable"), argus[0]);
                runReturn();
            }

        }, Opcodes.ACC_PUBLIC);

        creator.createMethod("commonMethod", null, null, null, null, Opcodes.ACC_PRIVATE, new CommonMethodBody(){

            @Override
            public void generateBody(LocalVariable... argus) {
                invoke(systemOut, "println", append(Value.value("staticGlobalVariable : "), getMethodOwner().getGlobalVariable("staticGlobalVariable")));
                invoke(systemOut, "println", append(Value.value("globalVariable : "), getThis().getGlobalVariable("globalVariable")));
                runReturn();
            }

        });

        creator.createStaticMethod("main", new AClass[]{AClassFactory.getProductClass(String[].class)}, new String[]{"args"}, null, null,
                Opcodes.ACC_PUBLIC, new StaticMethodBody(){

            @Override
            public void generateBody(LocalVariable... argus) {
                invoke(invokeConstructor(getMethodOwner(), Value.value(1024)), "commonMethod");
                runReturn();
            }

        });
        generate(creator);
    }

}

下面我们对每一句代码进行解释：

ClassCreator creator = new ClassCreator(Opcodes.V1_5, Opcodes.ACC_PUBLIC , "generated.create.CreateClassExample", null, null);

这代码的作用就是创建一个Class创建器，通过上面的代码创建了一个”public class generated.create.CreateClassExample”，jdk版本是1.5的class。构造它需要5个参数，依次是：

jdk version ：JDK的版本。可以用过org.objectweb.asm.Opcodes获取，比如：Opcodes.V1_5表示1.5版本的jdk
class modifiers ：表示创建的Class的修饰符。修饰符同样也是通过org.objectweb.asm.Opcodes获取，比如修饰符是”public abstract”则是 Opcodes.ACCPUBLIC + Opcodes.ACCABSTRACT
the class full name ： Class的全名。比如：asmsupport.oschina.TestClass
super class : 当前创建的class的父类，如果为null则是继承自Object.class。参数类型是class
interfaces ：实现了那些接口，可以是null,类型是Class[]

creator.createGlobalVariable("staticGlobalVariable", Opcodes.ACCPRIVATE + Opcodes.ACCSTATIC, AClass.STRING_ACLASS);

这部分是创建一个静态全局变量。基本和上篇教程的CreateInterface.java中如何创建和赋值是一样的,唯一不同的是这时候全局变量的修饰符,和ClassCreator的modifiers类似，例如: Opcodes.ACCPUBLIC + Opcodes.ACCSTATIC。

creator.createStaticBlock(new CInitBody(){
    @Override
    public void generateBody() {
        assign(getMethodOwner().getGlobalVariable("staticGlobalVariable"), Value.value("I'm a static global variable at class"));
        runReturn();
    }
});

这里是创建一个静态语句块，在静态语句块中为全局static变量赋值。和上一篇blog中的静态变量赋值是一样的。

creator.createGlobalVariable("globalVariable", Opcodes.ACC_PUBLIC,AClass.INT_ACLASS);

创建个非静态的全局变量,我们这里仅仅值做一个全局变量的声明。我们并不能在这里给予它赋值。这里得区别于我们平时编写java代码，其实如果你对java字节码熟悉的话也能知道，在java字节码中，全局变量的赋值是在static块中或者构造方法中实现的，前者是给静态的全局变量赋值。而后者是给非静态的变量赋值。我们这里也一样。如果是static的全局变量我们将在createStaticBlock中赋值，否则我们在createConstructor中赋值。

creator.createConstructor(new AClass[]{AClassFactory.getProductClass(int.class)}, new String[]{"intVal"}, new InitBody(){
    @Override
    public void generateBody(LocalVariable... argus) {
        invokeSuperConstructor();
        assign(getThis().getGlobalVariable("globalVariable"), argus[0]);
        runReturn();
    }
});

创建一个构造方法，对于ClassCreator来说。如果没有创建任何构造方法，也就是没有调用createConstructor方法,将会自动创建一个无参的默认构造函数。我们这里创建的构造方法有一个int类型参数,在构造函数中将该参数赋值给我们上面创建的globalVariable。类似生成如下的java代码：

public CreateClassExample(String intVal){
    this.globalVariable = intVal;
}

public CreateClassExample(String intVal){
    this.globalVariable = intVal;
}

createConstructor方法有四个参数依次是：

构造方法的所有参数类型的数组
构造方法所有参数的名称
构造参数的方法体
构造方法的修饰符

这里当我们调用createConstructor所使用的方法体是InitBody。下面介绍InitBody里面的内容。

首先我们看下我们在创建匿名类InitBody的时候所重写的方法:

public void generateBody(LocalVariable... argus) {....}

这个方法中的内容就是我们创建的构造方法里面需要执行的内容了，他有一个变元参数 argus。这里的参数表示的是我们当前创建的构造方法的参数。这个数组中每个LocalVariable和createConstructor方法的第一个参数中的AClass数组一一对应的。例如这里argus只有一个元素它的类型是int类型，名字是intVal。

invokeSuperConstructor();

这里要注意的。要显示的调用invokeSuperConstructor,他的作用就是等同于我们编写java代码的时候调用super()一样。只不过我们在用java创建个构造函数的时候有时候不需要调用super，是应为父类的存在没有参数的构造方法。但这并不代码jvm没有去调用super().其实编译器在编译java的时候已经将调用super的指令加上到了构造方法的字节码中去了。这个方法存在一个变元参数arguments。他表示我们调用super()的时候需要传递的参数，由于我们创建的class没有继承任何类即只继承了Object类，那么我们就不需要传递参数直接调用invokeSuperConstructor();

assign(getThis().getGlobalVariable("globalVariable"), argus[0]);

由于我们创建的globalVariable是非static的。所以通过getThis()获取globalVariable。getThis()对应于java代码中就是this关键字。

creator.createMethod("commonMethod", null, null, null, null, Opcodes.ACC_PRIVATE, new CommonMethodBody(){

    @Override
    public void generateBody(LocalVariable... argus) {
        invoke(systemOut, "println", append(Value.value("staticGlobalVariable : "), getMethodOwner().getGlobalVariable("staticGlobalVariable")));
        invoke(systemOut, "println", append(Value.value("globalVariable : "), getThis().getGlobalVariable("globalVariable")));
        runReturn();
    }

});

创建一个private的commonMethod方法。在commonMethod中将打印出staticGlobalVariable和globalVariable的值。对应的java代码如下：

private void commonMethod(){
    System.out.println("staticGlobalVariable : " + staticGlobalVariable);
    System.out.println("globalVariable : " + globalVariable);
}

creator.createStaticMethod("main", new AClass[]{AClassFactory.getProductClass(String[].class)}, new String[]{"args"}, null, null,
            Opcodes.ACC_PUBLIC, new StaticMethodBody(){

    @Override
    public void generateBody(LocalVariable... argus) {
        invoke(invokeConstructor(getMethodOwner(), Value.value(1024)), "commonMethod");
        runReturn();
    }
});

这里我们创建一个我们经常用到的静态方法main方法，在这个方法中我们首先new一个我们正在创建的class然后调用它的commonMethod方法。对应的java代码如下：

public static void main(String[] args){
    new CreateClassExample(1024).commonMethod();
}

好了运行代码可以看到控制台输出：

staticGlobalVariable : I’m a static global variable at class
globalVariable : 1024

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