字节码编程|使用Javassist动态生成Hello World
字节码编程|使用Javassist动态生成Hello World
大家好，我是冰河~
字节码编程在实际的业务开发（CRUD）中并不常用，但是随着网络编程，RPC、动态字节码增强技术和自动化测试以及零侵入APM监控的不断发展与大量使用，越来越多的技术需要使用到字节码编程。
好了，我们今天就使用Javassist动态生成一个HelloWorld案例，可以直接到Github和Gitee获取。
Github：https://github.com/sunshinelyz/bytecode Gitee：https://gitee.com/binghe001/bytecode
开发环境
- JDK 1.8
- IDEA 2018.03
- Maven 3.6.0
Maven依赖
在项目的pom.xml文件中添加如下环境依赖。
<properties>
<javassist.version>3.20.0-GA</javassist.version>
</properties>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.javassist</groupId>
<artifactId>javassist</artifactId>
<version>${javassist.version}</version>
</dependency>
</dependencies>
案例效果
整体案例效果其实也是很简单的，学习Java语言时，我们会在命令行打印第一个Hello World程序。今天，我们学习Javassist字节码编程时，也来实现一个HelloWorld程序。
案例的效果就是要生成如下的程序代码。
package io.binghe.bytecode.javassist.test;
public class HelloWorld {
public static void main(String[] var0) {
System.out.println("Javassist Hello World by 冰河（公众号：冰河技术）");
}
public HelloWorld() {
}
}
看看这个效果，像不像我们自己在IDEA中写的Java代码呢？就让我们一起使用Javassist来实现它吧。
案例实现
这个案例其实还是蛮简单的，这里就先直接给出源代码了。
/**
* @author binghe (公众号：冰河技术)
* @version 1.0.0
* @description 测试使用Javassist生成第一个类HelloWorld
*/
public class GenerateHelloWorldClass {
/**
* 创建HelloWorld的类，并返回HelloWorld的Class实例
*/
public static Class createHelloWorld()throws Exception{
//使用默认的ClassPool
ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
//创建一个空类
CtClass ctClass = pool.makeClass("io.binghe.bytecode.javassist.test.HelloWorld");
//添加一个main方法
CtMethod ctMethod = new CtMethod(CtClass.voidType, "main", new CtClass[]{pool.get(String[].class.getName())}, ctClass);
//将main方法声明为public static类型
ctMethod.setModifiers(Modifier.PUBLIC + Modifier.STATIC);
//设置方法体
ctMethod.setBody("{" +
"System.out.println(\"Javassist Hello World by 冰河（公众号：冰河技术）\");" +
"}");
ctClass.addMethod(ctMethod);
//将生成的类的class文件输出的磁盘
ctClass.writeFile();
//返回HelloWorld的Class实例
return ctClass.toClass();
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
Class clazz = createHelloWorld();
Object obj = clazz.newInstance();
Method mainMethod = clazz.getMethod("main", new Class[]{String[].class});
mainMethod.invoke(obj, new String[1]);
}
}
接下来，我们根据上述代码来看看Javassist是如何生成完整字节码的。
(1) 在createHelloWorld()方法中创建一个ClassPool，ClassPool本质上就是个CtClass对象容器。
(2) 调用ClassPool的makeClass()方法，传入完整的包名+类名生成一个空的类信息。这里传入的完整的包名+类名是io.binghe.bytecode.javassist.test.HelloWorld。
(3) 给类添加方法，并设置方法的返回类型、方法名称、参数名（入参和出参）、访问修饰符以及方法体。这里设置的完整方法体如下：
public static void main(String[] var0) {
System.out.println("Javassist Hello World by 冰河（公众号：冰河技术）");
}
(4) 尽管我们在上述代码中没有显示的创建无参构造函数，但是在编译时，Javassist会自动创建一个HelloWorld类的无参构造函数。
(5) 通过 CtClass的writeFile()方法将内存中的类信息输出到磁盘，这样我们就可以通过IDEA清晰的看到Javassist生成的HelloWorld类了。
(6) 最终在createHelloWorld()方法中调用CtClass的toClass()方法返回Class对象。
(7) 在main()方法中调用createHelloWorld()方法获取Class对象。
(8) 通过反射实例化对象，并通过反射调用生成的HelloWorld类的main()方法。
效果演示
运行GenerateHelloWorldClass类的main()方法，会在顶级工程目录下的io/binghe/bytecode/javassist/test 目录下生成HelloWorld.class文件，具体如下所示。
查看IDEA的输出信息时，发现会输出如下内容。
Javassist Hello World by 冰河（公众号：冰河技术）
Process finished with exit code 0
案例总结
我们使用Javassist实现了创建一个HelloWorld类的功能，字节码编程听起来貌似挺难的，但是在Javassist强大的API下，实现起来还是蛮简单的。
在接下来的一段时间里，冰河会持续输出关于字节码编程的文章，让我们一起精通字节码编程。
好了，今天就到这儿吧，我是冰河，我们下期见~~
冰河从一名普通程序员，短短几年时间，一路进阶成长为互联网高级技术专家，一直致力于分布式系统架构、微服务、分布式数据库、分布式事务与大数据技术的研究。在高并发、高可用、高可扩展性、高可维护性和大数据等领域拥有丰富的架构经验。对Hadoop，Storm，Spark，Flink等大数据框架源码进行过深度分析，并具有丰富的实战经验。
出版过三本畅销书《深入理解分布式事务：原理与实战》、《海量数据处理与大数据技术实战》、《MySQL技术大全：开发、优化与运维实战》。写了一本《深入理解高并发编程》电子书全网累计下载45W+，发布了一本全网首个开源的以实战案例为背景的《冰河的渗透实战笔记》电子书，全网五星好评。写的文章多次被微信公众号官方推荐。
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