java通过修改类的字节码实现aop功能

java通过修改类的字节码实现aop功能（转载）

在jdk5.0版本中，添加了一个新的接口java.lang.instrument.Instrumentation,这个接口可以用来在类加载的时候 对类的字节码进行修改，改变类的功能的实现。通过这种方法，我们就可以实现aop的功能，这是和proxy动态代理的不同的另一种aop的实现。
     这种方法的原理很简单，就是通过修改编译器已经编译好的字节码来修改类，和我们通常修改类源码来实现对类的修改差不多。只不过是在两个不同的层次进行的修改。
     一下是使用这个接口的具体方法。
    第一步：
    需要实现  java.lang.instrument.Instrumentation这个接口，通过在这个接口的实现类中，在加载类的时候修改类的字节码。以下是接口的实现 Transformer.java
public class Transformer implements ClassFileTransformer {
   //在程序运行之前就被jvm调用的方法
   public static void premain(String args, Instrumentation inst) {
        inst.addTransformer(new Transformer());
    }
    public byte[] transform(ClassLoader loader, String className,
            Class<?> classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain,
            byte[] classfileBuffer) throws IllegalClassFormatException {
        byte[] result =null; //定义新的字节码存储变量
        //在此通过修改类的字节码 classfileBuffer，来更改类。
        return result; //返回新的字节码
    }
}
第二步：
需要将Transformer类的class文件生成jar文件，如t.jar,在jar文件的MANIFEST.MF添加 Premain-Class: Transformer 这一项。在运行程序时，需要在jvm使用如下参数 -javaagent:t.jar 。这样jvm在运行时，就会先找到 Premain-Class: Transformer  这一项指定的 Transformer类的premain方法，运行此方法。也就实现了在以后的类的加载中，对类的字节码进行修改的功能。

        就是使用java.lang.instrument.Instrumentation接口的方法。那么如何实现aop功能呢，这就需要在更改字节码的时候，在类的功能上添加aop方面的功能。
       现在我们看看如何实现在方法的调用前和返回时打印当前时间的aop功能。
      先更改 Transformer的 transform方法
public byte[] transform(ClassLoader loader, String className,
            Class<?> classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain,
            byte[] classfileBuffer) throws IllegalClassFormatException {
        byte[] result = classfileBuffer ; //定义新的字节码存储变量
        //在此通过修改类的字节码 classfileBuffer，来更改类。
        if (loader != ClassLoader.getSystemClassLoader()) {
            return classfileBuffer;
        }

        ClassReader reader = new ClassReader(classfileBuffer);
        ClassWriter writer = new ClassWriter(true);
        ClassAdapter adapter = new PerfClassAdapter(writer, className);
        reader.accept(adapter, true);
        result = writer.toByteArray();
        return result; //返回新的字节码
    }

这样就通过 PerfClassAdapter类来修改字节码.
PerfClassAdapter.java
public class PerfClassAdapter extends ClassAdapter {
    private String className;
    public PerfClassAdapter(ClassVisitor visitor, String theClass) {
        super(visitor);
        this.className = theClass;
    }
    public MethodVisitor visitMethod(int arg,
            String name,
            String descriptor,
            String signature,
            String[] exceptions) {
        MethodVisitor mv = super.visitMethod(arg,
                name,
                descriptor,
                signature,
                exceptions);
        MethodAdapter ma = new PerfMethodAdapter(mv, className, name);
        return ma;
    } 
}
PerfMethodAdapter.java
public class PerfMethodAdapter extends MethodAdapter {
    private String _className, _methodName;
   
    public PerfMethodAdapter(MethodVisitor visitor,
            String className,
            String methodName) {
        super(visitor);
        _className = className;
        _methodName = methodName;
    }

    public void visitCode() {
        this.visitLdcInsn(_className);
        this.visitLdcInsn(_methodName);
        this.visitMethodInsn(INVOKESTATIC,
                " AOP_LOG ",
                "start",
                "(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)V");
        super.visitCode();
    }

    public void visitInsn(int inst) {
        switch (inst) {
        case Opcodes.ARETURN:
        case Opcodes.DRETURN:
        case Opcodes.FRETURN:
        case Opcodes.IRETURN:
        case Opcodes.LRETURN:
        case Opcodes.RETURN:
        case Opcodes.ATHROW:
            this.visitLdcInsn(_className);
            this.visitLdcInsn(_methodName);
            this.visitMethodInsn(INVOKESTATIC,
                    "AOP_LOG",
                    "end",
                    "(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)V");
            break;
        default:
            break;
        }
        super.visitInsn(inst);
    }
}
AOP_LOG.java
public class AOP_LOG {
   
    public static void start(String className, String methodName) {
        System.out.println(new StringBuilder(className)
                .append('"t')
                .append(methodName)
                .append(""tstart"t")
                .append(System.currentTimeMillis()));       
    }
    public static void end(String className, String methodName) {
        System.out.println(new StringBuilder(className)
                .append('"t')
                .append(methodName)
                .append(""tend"t")
                .append(System.currentTimeMillis()));       
    }
}
这些类结合起来，就实现了在方法的调用前，会调用 AOP_LOG类的start方法，在方法返回后，调用 AOP_LOG类的 end方法。

现在写个测试类来测试一下。
TSMain.java
public class TSMain {

    public static void main(String[] args) {
        TSMain tsm = new TSMain();
        tsm.printClassName();
    }
   
    public void printClassName(){
        System.out.println("hello "+this.getClass().getName());
    }
}

运行命令如下：
=>java -javaagent:t.jar  classpath cpdir TSMain  # cpdir 需要用到的类的路径

输出结果如下：
TSMain    main    start    1179374205562
TSMain    <init>    start    1179374205562
TSMain    <init>    end    1179374205562
TSMain    printClassName    start    1179374205562
hello TSMain
TSMain    printClassName    end    1179374205562
TSMain    main    end    1179374205562


到这里就完成整个aop的功能实现了。需要补充说明的是，这里修改类的字节码是使用了asm的基础类库，所以需要导入这些asm的jar文件。