Java 动态生成二进制字节码
Java动态代理过程中，会动态生成二进制字节码（只在内存中），该生成过程究竟是怎样的，我来一探究竟。
class字节码文件是根据JVM虚拟机规范中规定的字节码组织规则生成的。
1、类加载器
a.定义一个 Programmer类：
public class Programmer {
public void code()
{
System.out.println("I'm a Programmer,Just Coding.....");
}
}
b.自定义一个类加载器：
public class MyClassLoader extends ClassLoader {
public Class defineMyClass( byte[] b, int off, int len)
{
return super.defineClass(b, off, len);
}
}
c.然后编译成Programmer.class文件，在程序中读取字节码，然后转换成相应的class对象，再实例化：
public class MyTest {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//读取本地的class文件内的字节码，转换成字节码数组
File file = new File(".");
InputStream input = new FileInputStream(file.getCanonicalPath()+"\\bin\\samples\\Programmer.class");
byte[] result = new byte[1024];
int count = input.read(result);
// 使用自定义的类加载器将 byte字节码数组转换为对应的class对象
MyClassLoader loader = new MyClassLoader();
Class clazz = loader.defineMyClass( result, 0, count);
//测试加载是否成功，打印class 对象的名称
System.out.println(clazz.getCanonicalName());
//实例化一个Programmer对象
Object o= clazz.newInstance(); //new Programmer();
try {
//调用Programmer的code方法
clazz.getMethod("code", null).invoke(o, null);
} catch (IllegalArgumentException | InvocationTargetException
| NoSuchMethodException | SecurityException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
以上代码演示了，通过字节码加载成class对象的能力。
上面只是使用类加载器来手动加载class文件到内存中（class文件是存在的），那么class文件如何动态生成呢？
2、在运行期生成二进制字节码
由于JVM通过字节码的二进制信息加载类的，那么，如果我们在运行系统中，遵循Java编译系统组织.class文件的格式和结构，生成相应的二进制数据，然后再把这个二进制数据加载转换成对应的类，这样，就完成了在代码中，动态创建一个类的能力了。
在运行时期可以按照Java虚拟机规范对class文件的组织规则生成对应的二进制字节码。当前有很多开源框架可以完成这些功能，如ASM，Javassist。
1）Java字节码生成开源框架介绍：ASM
ASM 是一个 Java 字节码操控框架。它能够以二进制形式修改已有类或者动态生成类。ASM 可以直接产生二进制 class 文件，也可以在类被加载入 Java 虚拟机之前动态改变类行为。ASM 从类文件中读入信息后，能够改变类行为，分析类信息，甚至能够根据用户要求生成新类。不过ASM在创建class字节码的过程中，操纵的级别是底层JVM的汇编指令级别，这要求ASM使用者要对class组织结构和JVM汇编指令有一定的了解。
使用ASM框架提供了ClassWriter 接口，通过访问者模式进行动态创建Programmer.class字节码：
public class MyGenerator {
public static void main(String[] args) throws IOException {
System.out.println();
ClassWriter classWriter = new ClassWriter(0);
// 通过visit方法确定类的头部信息
classWriter.visit(Opcodes.V1_7,// java版本
Opcodes.ACC_PUBLIC,// 类修饰符
"Programmer", // 类的全限定名
null, "java/lang/Object", null);
//创建构造函数
MethodVisitor mv = classWriter.visitMethod(Opcodes.ACC_PUBLIC, "",
"()V", null, null);
mv.visitCode();
mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 0);
mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKESPECIAL, "java/lang/Object", "","()V");
mv.visitInsn(Opcodes.RETURN);
mv.visitMaxs(1, 1);
mv.visitEnd();
// 定义code方法
MethodVisitor methodVisitor = classWriter.visitMethod(Opcodes.ACC_PUBLIC,
"code", "()V", null, null);
methodVisitor.visitCode();
methodVisitor.visitFieldInsn(Opcodes.GETSTATIC, "java/lang/System", "out",
"Ljava/io/PrintStream;");
methodVisitor.visitLdcInsn("I'm a Programmer,Just Coding.....");
methodVisitor.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKEVIRTUAL, "java/io/PrintStream", "println",
"(Ljava/lang/String;)V");
methodVisitor.visitInsn(Opcodes.RETURN);
methodVisitor.visitMaxs(2, 2);
methodVisitor.visitEnd();
classWriter.visitEnd();
// 使classWriter类已经完成
// 将classWriter转换成字节数组写到文件里面去
byte[] data = classWriter.toByteArray();
File file = new File("D://Programmer.class"); //生成字节码文件
FileOutputStream fout = new FileOutputStream(file);
fout.write(data);
fout.close();
}
}
Javassist是一个开源的分析、编辑和创建Java字节码的类库。是由东京工业大学的数学和计算机科学系的 Shigeru Chiba （千叶滋）所创建的。它已加入了开放源代码JBoss应用服务器项目,通过使用Javassist对字节码操作为JBoss实现动态AOP框架。javassist是jboss的一个子项目，其主要的优点，在于简单，而且快速。直接使用java编码的形式，而不需要了解虚拟机指令，就能动态改变类的结构，或者动态生成类。
生成Programmer.class字节码：
public class MyGenerator {
public static void main(String[] args) throws Exception {
ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
//创建Programmer类
CtClass cc= pool.makeClass("com.samples.Programmer");
//定义code方法
CtMethod method = CtNewMethod.make("public void code(){}", cc);
//插入方法代码
method.insertBefore("System.out.println(\"I'm a Programmer,Just Coding.....\");");
cc.addMethod(method);
//保存生成的字节码
cc.writeFile("d://temp");
}
}
参考：
Java动态代理机制详解（JDK 和CGLIB，Javassist，ASM） (清晰，浅显)