今天介紹下ASM3.0，開始之前先思考幾個問題：

1.ASM是什么募强？
2.ASM 跟傳說中的AOP三劍客APT崇摄、aspectJ、Javassit有什么關(guān)系鸠儿？
3.ASM是怎樣修改class文件的厕氨？

帶著問題開始今天的分享：

• 1.ASM是什么命斧？

ASM 是一個 Java 字節(jié)碼操控框架。它能被用來動態(tài)生成類或者增強既有類的功能国葬。ASM 可以直接產(chǎn)生二進制 class 文件遭京，也可以在類被加載入 Java 虛擬機之前動態(tài)改變類行為。Java class 被存儲在嚴格格式定義的 .class 文件里鲫趁，這些類文件擁有足夠的元數(shù)據(jù)來解析類中的所有元素：類名稱、方法堡僻、屬性以及 Java 字節(jié)碼（指令）疫剃。ASM 從類文件中讀入信息后，能夠改變類行為巢价，分析類信息，甚至能夠根據(jù)用戶要求生成新類城菊。說白了asm是直接通過字節(jié)碼來修改class文件碉克。

• 2.ASM 跟傳說中的AOP三劍客APT、aspectJ客税、Javassit有什么關(guān)系撕贞？

分別解釋下這幾個名詞

APT:APT(Annotation Processing Tool)即注解處理器，是一種處理注解的工具酥夭，確切的說它是javac的一個工具脊奋，它用來在編譯時掃描和處理注解疙描。注解處理器以Java代碼(或者編譯過的字節(jié)碼)作為輸入，生成.java文件作為輸出久又。簡單來說就是在編譯期，通過注解生成.java文件

aspectJ:AspectJ是一個面向切面的框架炉峰，它擴展了Java語言脉执。AspectJ定義了AOP語法，所以它有一個專門的[編譯器]用來生成遵守Java字節(jié)編碼規(guī)范的Class文件婆廊。適合在某一個方法前后插入部分代碼巫橄，處理某些邏輯：比如方法運行時間、插入動態(tài)權(quán)限檢查等宾舅。問題會造成很多的冗余代碼枚尼，產(chǎn)生很多代理類。簡單來說就是在生成class時動態(tài)織入代碼

Javassit: Javassist是一個開源的分析崎溃、編輯和創(chuàng)建Java字節(jié)碼的類庫盯质。是由東京工業(yè)大學(xué)的數(shù)學(xué)和計算機科學(xué)系的 Shigeru Chiba(千葉滋)所創(chuàng)建的呼巷。簡單來說就是源碼級別的api去修改字節(jié)碼

各種方式作用時機

• 3.ASM是怎樣修改class文件的？

開始這個問題之前我們先學(xué)習(xí)幾個東西破镰。

• 字節(jié)碼

這里的字節(jié)碼主要說的是Java字節(jié)碼压储，看之前的一篇文章java bytecode

• 訪問者模式

一個稱為元素（Element），另一個稱為訪問者（Visitor）孕似。元素有一個accept方法刮刑，該方法接收訪問者作為參數(shù)养渴；accept()方法調(diào)用訪問者的visit()方法理卑，并且將元素自身作為參數(shù)傳遞給訪問者蔽氨。由元素本身決定是否訪問

在ASM中元素（被訪問者）ClassReader、MethodNode等等中捆，訪問者接口包含ClassVisitor坊饶、AnnotationVisitor、FieldVisitor匿级、MethodVisitor

下面我們先簡單實現(xiàn)一個插樁操作
有如下代碼：

public class Main2Activity extends AppCompatActivity {

    private static int MESSAGE_KEY = 0x2019;
    @SuppressLint("HandlerLeak")
    private static Handler sHandler =new Handler() {
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            if (msg.what ==MESSAGE_KEY) {
                if (msg.obj!=null) {
                    Log.i("xmq", String.valueOf(msg.obj));
                }
            }
        }
    };
    
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        sendMessage(getClass().getSimpleName());
    }
    
    private void sendMessage(String string) {
        Message message = new Message();
        message.what =MESSAGE_KEY;
        sHandler.sendMessage(message);
    }
}

我們要在sendMessage方法中添加一行代碼變?yōu)橄铝?/p>

private void sendMessage(String string) {
        Message message = new Message();
        message.what =MESSAGE_KEY;
        message.obj = string;
        sHandler.sendMessage(message);
}

• 1.我們這里使用一個Android studio的plugin (ASM ByteCode Outline)查看Main2Activity的ASM代碼,看主要的sendMessage部分

{
            mv = cw.visitMethod(ACC_PRIVATE, "sendMessage", "(Ljava/lang/String;)V", null, null);
            mv.visitCode();
            Label l0 = new Label();
            mv.visitLabel(l0);
            mv.visitLineNumber(33, l0);
            mv.visitTypeInsn(NEW, "android/os/Message");
            mv.visitInsn(DUP);
            mv.visitMethodInsn(INVOKESPECIAL, "android/os/Message", "<init>", "()V", false);
            mv.visitVarInsn(ASTORE, 2);
            Label l1 = new Label();
            mv.visitLabel(l1);
            mv.visitLineNumber(34, l1);
            mv.visitVarInsn(ALOAD, 2);
            mv.visitFieldInsn(GETSTATIC, "com/lucky/lib/studyapp/Main2Activity", "MESSAGE_KEY", "I");
            mv.visitFieldInsn(PUTFIELD, "android/os/Message", "what", "I");
            Label l2 = new Label();
            mv.visitLabel(l2);
            mv.visitLineNumber(36, l2);
            mv.visitFieldInsn(GETSTATIC, "com/lucky/lib/studyapp/Main2Activity", "sHandler", "Landroid/os/Handler;");
            mv.visitVarInsn(ALOAD, 2);
            mv.visitMethodInsn(INVOKEVIRTUAL, "android/os/Handler", "sendMessage", "(Landroid/os/Message;)Z", false);
            mv.visitInsn(POP);
            Label l3 = new Label();
            mv.visitLabel(l3);
            mv.visitLineNumber(37, l3);
            mv.visitInsn(RETURN);
            Label l4 = new Label();
            mv.visitLabel(l4);
            mv.visitLocalVariable("this", "Lcom/lucky/lib/studyapp/Main2Activity;", null, l0, l4, 0);
            mv.visitLocalVariable("string", "Ljava/lang/String;", null, l0, l4, 1);
            mv.visitLocalVariable("message", "Landroid/os/Message;", null, l1, l4, 2);
            mv.visitMaxs(2, 3);
            mv.visitEnd();
        }

看起來很懵逼，其實這里只不過是ASM幫助我們調(diào)用java bytecode罷了孤页。

• 2. 修改你想要的代碼，同樣使用ASM ByteCode Outlineplugin對比差異代碼

***
mv.visitFieldInsn(GETSTATIC, "com/lucky/lib/studyapp/Main2Activity", "MESSAGE_KEY", "I");
mv.visitFieldInsn(PUTFIELD, "android/os/Message", "what", "I");
Label l2 = new Label();
mv.visitLabel(l2);
mv.visitLineNumber(35, l2);
mv.visitVarInsn(ALOAD, 2);
mv.visitVarInsn(ALOAD, 1);
mv.visitFieldInsn(PUTFIELD, "android/os/Message", "obj", "Ljava/lang/Object;");
Label l3 = new Label();
mv.visitLabel(l3);
mv.visitLineNumber(36, l3);
***

看的出我們在mv.visitFieldInsn(PUTFIELD, "android/os/Message", "what", "I");后邊插入了三行代碼（其中的Label以及行數(shù)設(shè)置可以不用理）允坚，那么這三行代碼什么意思呢稠项？這里就用到了上邊提到的java bytecode知識鲜结，意思是：將變量2，1分別入棧精刷，并將2變量賦值給message的obj贬养。

好了那么我們開始寫ASM琴庵，這里我們使用android transform api作為前置條件掃描文件仰美。（有關(guān)于transform api后期分享）

開始之前先解釋幾個類：

1.Opcodes接口定義了一些常量儿礼，尤其是版本號，訪問標(biāo)示符诉字，字節(jié)碼等信息知纷；
2.ClassReader用于讀取Class文件，主要用于Class文件的分析伍绳，可接受一個ClassVisitor;ClassReader會將解析過程中產(chǎn)生的類的部分信息乍桂，比如訪問標(biāo)識符，字段权谁，方法逐個送入ClassVisitor,后者在接收到對應(yīng)的信息后憋沿，進行各自的處理；
3.ClassVisitor的子類ClassWriter: 負責(zé)進行Class文件的輸出和生成甥绿。ClassVisitor在進行字段和方法處理的時候则披，會委托給FieldVistor和MethodVisitor進行處理；在類的處理過程中图谷，會創(chuàng)建對應(yīng)的FieldVisitor和MethodVisitor對象阱洪；FieldVisitor和MethodVisitor類也各自有1個重要的子類，F(xiàn)ieldWriter和MethodWriter承璃；當(dāng)ClassWriter進行字段和方法的處理時蚌本，也是依賴這兩個類進行的;
4.ClassVisitor,FieldVisitor,MethodVisitor都可以使用委托的方式隘梨，將實際的處理工作交給內(nèi)部的委托類進行舷嗡；它們內(nèi)部有一些列的visitXXX方法,這些方法就是ASM 的實際方法code。

創(chuàng)建元素跟訪問者

private static byte [] scanClass(InputStream inputStream) {
        //被訪問者（元素）
        ClassReader cr = new ClassReader(inputStream)
        //訪問者
        ClassWriter cw = new ClassWriter(cr, 0)
        ScanClassVisitor cv = new ScanClassVisitor(Opcodes.ASM5,cw) //ClassWriter 的代理類
        cr.accept(cv, ClassReader.EXPAND_FRAMES)
        return cw.toByteArray()
    }

這里的訪問者ScanClassVisitor繼承了ClassVisitor,這里我們要修改某一個方法捻脖，所以實現(xiàn)了visitMethod方法中鼠，并篩選其中的sendMessage方法

    static class ScanClassVisitor extends ClassVisitor{
        ScanClassVisitor(int api, ClassVisitor cv) { //這里很奇怪我無法使用繼承Opcodes，內(nèi)部直接調(diào)用ASM5扰肌，只能傳參數(shù)
            super(api, cv)
        }
        @Override
        MethodVisitor visitMethod(int access, String name, String desc, String signature, String[] exceptions) {
            MethodVisitor mv =  cv.visitMethod(access, name, desc, signature, exceptions)
            if (name == "sendMessage") {
                mv = new ScanMethodVisitor(Opcodes.ASM5,mv)
            }
            return mv
        }
    }

上邊的ScanMethodVisitor是實現(xiàn)了MethodVisitor訪問者熊杨，看ASM代碼，我們需要在mv.visitFieldInsn(PUTFIELD, "android/os/Message", "what", "I");行后插入代碼桂躏，所以需要實現(xiàn)visitFieldInsn方法

opcode: PUTFIELD
owner: "android/os/Message"
name:"what"
desc:"I"

static class ScanMethodVisitor extends MethodVisitor {
        ScanMethodVisitor(int api, MethodVisitor mv) {
            super(api, mv)
        }
        @Override
        void visitFieldInsn(int opcode, String owner, String name, String desc) {
            if (opcode == Opcodes.PUTFIELD && owner.equals("android/os/Message")) {
                mv.visitFieldInsn(opcode, owner, name, desc)
                mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 2)
                mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 1)
                mv.visitFieldInsn(Opcodes.PUTFIELD, "android/os/Message", "obj", "Ljava/lang/Object;")
            } else {
                mv.visitFieldInsn(opcode, owner, name, desc)
            }
        }
    }

好了接下來運行代碼transform看效果

public class Main2Activity extends AppCompatActivity {
    private static int MESSAGE_KEY = 8217;
    @SuppressLint({"HandlerLeak"})
    private static Handler sHandler = new Handler() {
        public void handleMessage(Message msg) {
            if (msg.what == Main2Activity.MESSAGE_KEY && msg.obj != null) {
                Log.i("xmq", String.valueOf(msg.obj));
            }

        }
    };

    public Main2Activity() {
    }

    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        this.setContentView(2131296284);
        this.sendMessage(this.getClass().getSimpleName());
    }

    private void sendMessage(String string) {
        Message message = new Message();
        message.what = MESSAGE_KEY;
        message.obj = string;
        sHandler.sendMessage(message);
    }
}

總結(jié)：ASM直接修改class文件確實效率很高剂习，但因直接操作字節(jié)碼鳞绕，需要有字節(jié)碼知識尸曼，不適合直接上手，相比較來Javassit源碼級修改class文件更方便些冤竹。
demo