Gradle插件<第二篇>：ASM解析

2021-08-22 本文已影响0人 NoBugException

新建一个Asm类，Asm闭包中无任何代码，如下：

package com.nobug.classtest;

public class Asm {
}

一、字节码

其字节码如下：

// class version 51.0 (51)
// access flags 0x21
public class com/nobug/classtest/Asm {

// compiled from: Asm.java

// access flags 0x1
public <init>()V
        L0
        LINENUMBER 3 L0
        ALOAD 0
        INVOKESPECIAL java/lang/Object.<init> ()V
        RETURN
        L1
        LOCALVARIABLE this Lcom/nobug/classtest/Asm; L0 L1 0
        MAXSTACK = 1
        MAXLOCALS = 1
        }

下面开始一句一句的解释：

1、Class版本号：class version 51.0 (51)

Java 1.4   对应的版本  48
Java 5   对应的版本  49
Java 6   对应的版本  50
Java 7   对应的版本  51
Java 8   对应的版本  52
Java 9   对应的版本  53

2、类访问标记：access flags 0x21

即，类的修饰符，类访问标记有

访问标记名	十六进制值	描述
ACC_PUBLIC	0x0001	标识是否是public
ACC_FINAL	0x0010	标识是否是final
ACC_SUPER	0x0020	是否允许使用invokespecial，只有类可以设置
ACC_INTERFACE	0x0200	标志这是一个接口
ACC_ABSTRACT	0x0400	是否为abstract类型，对于接口或者抽象类来说，此标志值为真，其他类为假
ACC_SYNTHETIC	0x1000	编译器自动生成，不是用户源代码编译生成
ACC_ANNOTATION	0x2000	标识是否是注解类
ACC_ENUM	0x4000	标识是否是枚举类

0x21 = ACC_PUBLIC | ACC_SUPER， 即public类型。

假设去除类中的public，那么该类的访问标识是 0x20，即ACC_SUPER

3、public class com/nobug/classtest/Asm

public class 后面跟的是Asm的全类名，Java代码使用点“.”分割，字节码使用“/”分割。

4、字节码解析

每个类都自带默认的构造方法，Asm类隐藏了默认的构造方法

public Asm() {
    
}

字节码为：

public <init>()V

<init>V是构造方法， 访问标识 0x1表示public，V是返回值类型void

L0、L1是方法中字节码的位置（行号），依次是L2、L3、L4...，一般用于指令的切换，全称是：Label0、Label1、Label2、Label3...

LINENUMBER：字节码和源码的行号的差值：源码行号 - 字节码行号 = 3，当前字节码行号为0，那么源码行号为3；

LOCALVARIABLE：方法的局部变量，第一位代表变量，第二位是变量的类型，后面分别是变量在字节码中可见的行号，最后一位是局部变量在局部变量表中的角标；

ALOAD 0：将局部变量表中角标为0的变量压入栈顶。ALOAD不仅支持多种数据类型，还支持引用类型；

INVOKESPECIAL：执行后面的方法；

RETURN：弹栈，结束方法的执行；

MAXSTACK：最大操作数栈（该构造方法只把this放入栈中，固而最大值为1），栈的最大值是在编译时期自动计算而来；

MAXLOCALS：局部变量所需的存储空间，单位为Slot。Slot是`JVM为局部变量分配内存的最小单位`，1 Solt = 4 字节；

二、ASM源码

将上面简单的代码转换成ASM代码：

package asm.com.nobug.classtest;

import java.util.*;

import org.objectweb.asm.*;

public class AsmDump implements Opcodes {

    public static byte[] dump() throws Exception {

        ClassWriter cw = new ClassWriter(0);
        FieldVisitor fv;
        MethodVisitor mv;
        AnnotationVisitor av0;

        cw.visit(V1_7, ACC_PUBLIC + ACC_SUPER, "com/nobug/classtest/Asm", null, "java/lang/Object", null);

        cw.visitSource("Asm.java", null);

        {
            mv = cw.visitMethod(ACC_PUBLIC, "<init>", "()V", null, null);
            mv.visitCode();
            Label l0 = new Label();
            mv.visitLabel(l0);
            mv.visitLineNumber(3, l0);
            mv.visitVarInsn(ALOAD, 0);
            mv.visitMethodInsn(INVOKESPECIAL, "java/lang/Object", "<init>", "()V", false);
            mv.visitInsn(RETURN);
            Label l1 = new Label();
            mv.visitLabel(l1);
            mv.visitLocalVariable("this", "Lcom/nobug/classtest/Asm;", null, l0, l1, 0);
            mv.visitMaxs(1, 1);
            mv.visitEnd();
        }
        cw.visitEnd();

        return cw.toByteArray();
    }
}

通过ASM的方式可以操作字节码，下面开始解析该代码。

1、创建类

ClassWriter cw = new ClassWriter(0);
cw.visit(V1_7, ACC_PUBLIC + ACC_SUPER, "com/nobug/classtest/Asm", null, "java/lang/Object", null);
cw.visitSource("Asm.java", null);
cw.visitEnd();

以上代码可以创建一个类，以visit开始，visitEnd结束。
其中ClassWriter的flag值为0，ClassWriter的flag值有3种，分别是：0, 1, 2

0：不会自动计算操作数栈和局部变量表的大小，需要我们自己来手动指定
1：可以写成ClassWriter.COMPUTE_MAXS，它会自动计算操作数栈和局部变量表的大小，但需要手动触发，通过调用visitMaxs触发
2：可以写成ClassWriter.COMPUTE_FRAMES，它不仅会计算操作数栈和局部变量表的大小，还会自动计算StackMapFrames

关键代码解析：

cw.visit：开始访问一个类
cw.visitSource：访问文件
cw.visitEnd：访问结束

2、创建构造方法

        mv = cw.visitMethod(ACC_PUBLIC, "<init>", "()V", null, null);
        mv.visitCode();
        Label l0 = new Label();
        mv.visitLabel(l0);
        mv.visitLineNumber(3, l0);
        mv.visitVarInsn(ALOAD, 0);
        mv.visitMethodInsn(INVOKESPECIAL, "java/lang/Object", "<init>", "()V", false);
        mv.visitInsn(RETURN);
        Label l1 = new Label();
        mv.visitLabel(l1);
        mv.visitLocalVariable("this", "Lcom/nobug/classtest/Asm;", null, l0, l1, 0);
        mv.visitMaxs(1, 1);
        mv.visitEnd();