摘要：什么是字節(jié)碼程序通過(guò)編譯之后生成文件就是字節(jié)碼集合正是有這樣一種中間碼字節(jié)碼，使得等函數(shù)語(yǔ)言只用實(shí)現(xiàn)一個(gè)編譯器即可運(yùn)行在上。

java程序通過(guò)javac編譯之后生成文件.class就是字節(jié)碼集合,正是有這樣一種中間碼(字節(jié)碼)，使得scala/groovy/clojure等函數(shù)語(yǔ)言只用實(shí)現(xiàn)一個(gè)編譯器即可運(yùn)行在JVM上。
看看一段簡(jiǎn)單代碼。

    public long getExclusiveTime() {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.printf("exclusive code");
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        return endTime - startTime;
    }
    public class com.blueware.agent.StartAgent {

編譯后通過(guò)命令(javap -c com.blueware.agent.StartAgent)查看,具體含義請(qǐng)參考o(jì)racle

    public com.blueware.agent.StartAgent();
        Code:
           0: aload_0
           1: invokespecial #1  // Method java/lang/Object."":()V
           4: return
    
      public long getExclusiveTime();
        Code:
           0: invokestatic  #2                  // Method java/lang/System.currentTimeMillis:()J
           3: lstore_1
           4: getstatic     #3                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
           7: ldc           #4                  // String exclusive code
           9: iconst_0
          10: anewarray     #5                  // class java/lang/Object
          13: invokevirtual #6                  // Method java/io/PrintStream.printf:(Ljava/lang/String;[Ljava/lang/Object;)Ljava/io/PrintStream;
          16: pop
          17: invokestatic  #2                  // Method java/lang/System.currentTimeMillis:()J
          20: lstore_3
          21: lload_3
          22: lload_1
          23: lsub
          24: lreturn
    }

能了解技術(shù)背后的原理，更容易寫(xiě)出高質(zhì)量代碼；

字節(jié)碼設(shè)計(jì)非常優(yōu)秀，發(fā)展十幾年只僅僅刪除和增加幾個(gè)指令，學(xué)懂之后長(zhǎng)期受益高，如果懂字節(jié)碼再學(xué)習(xí)scala/groovy/clojure會(huì)容易很多；

開(kāi)發(fā)框架、監(jiān)控系統(tǒng)、中間件、語(yǔ)言字節(jié)碼技術(shù)都是必殺技；

操作字節(jié)碼框架有很多，具體可以參考博文，下面對(duì)比ASM/Javassist

指的是可以用獨(dú)立于應(yīng)用程序之外的代理(agent)程序,agent程序通過(guò)增強(qiáng)字節(jié)碼動(dòng)態(tài)修改或者新增類(lèi)，利用這樣特性可以設(shè)計(jì)出更通用的監(jiān)控、框架、中間件程序，在JVM啟動(dòng)參數(shù)加–javaagent:agent_jar_path/agent.jar即可運(yùn)行(在JDK5及其后續(xù)版本才可以)，更多關(guān)于Instrumentation知識(shí)請(qǐng)參考博文

直接在代碼開(kāi)始和結(jié)束出打印當(dāng)前時(shí)間，相減即可得到;

實(shí)現(xiàn)一個(gè)動(dòng)態(tài)代理，或者借助Spring/AspectJ等框架;

上面兩種實(shí)現(xiàn)方式都需要修改代碼或者配置文件，下面我要介紹方式不僅不需要修改代碼，而且效率高;

1.StartAgent類(lèi)必須提供premain方法，代碼如下:

    public class StartAgent {
        //代理程序入口函數(shù)
        public static void premain(String args, Instrumentation inst) {
            System.out.println("agent begin");
            //添加字節(jié)碼轉(zhuǎn)換器
            inst.addTransformer(new PrintTimeTransformer());
            System.out.println("agent end");
        }
    }

2.PrintTimeTransformer實(shí)現(xiàn)一個(gè)轉(zhuǎn)換器，代碼如下:

        //字節(jié)碼轉(zhuǎn)化器類(lèi)
    public class PrintTimeTransformer implements ClassFileTransformer {
    
        //實(shí)現(xiàn)字節(jié)碼轉(zhuǎn)化接口，一個(gè)小技巧建議實(shí)現(xiàn)接口方法時(shí)寫(xiě)@Override，方便重構(gòu)
        //loader:定義要轉(zhuǎn)換的類(lèi)加載器，如果是引導(dǎo)加載器，則為 null(在這個(gè)小demo暫時(shí)還用不到)
        //className:完全限定類(lèi)內(nèi)部形式的類(lèi)名稱(chēng)和中定義的接口名稱(chēng)，例如"java.lang.instrument.ClassFileTransformer"
        //classBeingRedefined:如果是被重定義或重轉(zhuǎn)換觸發(fā)，則為重定義或重轉(zhuǎn)換的類(lèi)；如果是類(lèi)加載，則為 null
        //protectionDomain:要定義或重定義的類(lèi)的保護(hù)域
        //classfileBuffer:類(lèi)文件格式的輸入字節(jié)緩沖區(qū)（不得修改）
        //一個(gè)格式良好的類(lèi)文件緩沖區(qū)（轉(zhuǎn)換的結(jié)果），如果未執(zhí)行轉(zhuǎn)換,則返回 null。
        @Override public byte[] transform(ClassLoader loader, String className, Class classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain, byte[] classfileBuffer)
                throws IllegalClassFormatException {
            //簡(jiǎn)化測(cè)試demo，直接寫(xiě)待修改的類(lèi)(com/blueware/agent/TestTime)
            if (className != null && className.equals("com/blueware/agent/TestTime")) {
                //讀取類(lèi)的字節(jié)碼流
                ClassReader reader = new ClassReader(classfileBuffer);
                //創(chuàng)建操作字節(jié)流值對(duì)象，ClassWriter.COMPUTE_MAXS:表示自動(dòng)計(jì)算棧大小
                ClassWriter writer = new ClassWriter(reader, ClassWriter.COMPUTE_MAXS);
                //接受一個(gè)ClassVisitor子類(lèi)進(jìn)行字節(jié)碼修改
                reader.accept(new TimeClassVisitor(writer, className), 8);
                //返回修改后的字節(jié)碼流
                return writer.toByteArray();
            }
            return null;
        }
    }

3.TimeClassVisitor類(lèi)訪問(wèn)器，實(shí)現(xiàn)字節(jié)碼修改，代碼如下:

        //定義掃描待修改class的visitor，visitor就是訪問(wèn)者模式
    public class TimeClassVisitor extends ClassVisitor {
        private String className;
    
        public TimeClassVisitor(ClassVisitor cv, String className) {
            super(Opcodes.ASM5, cv);
            this.className = className;
        }
    
        //掃描到每個(gè)方法都會(huì)進(jìn)入，參數(shù)詳情下一篇博文詳細(xì)分析
        @Override public MethodVisitor visitMethod(int access, final String name, final String desc, String signature, String[] exceptions) {
            MethodVisitor mv = cv.visitMethod(access, name, desc, signature, exceptions);
            final String key = className + name + desc;
            //過(guò)來(lái)待修改類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)
            if (!name.equals("") && mv != null) {
                mv = new AdviceAdapter(Opcodes.ASM5, mv, access, name, desc) {
                    //方法進(jìn)入時(shí)獲取開(kāi)始時(shí)間
                    @Override public void onMethodEnter() {
                        //相當(dāng)于com.blueware.agent.TimeUtil.setStartTime("key");
                        this.visitLdcInsn(key);
                        this.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKESTATIC, "com/blueware/agent/TimeUtil", "setStartTime", "(Ljava/lang/String;)V", false);
                    }
    
                    //方法退出時(shí)獲取結(jié)束時(shí)間并計(jì)算執(zhí)行時(shí)間
                    @Override public void onMethodExit(int opcode) {
                        //相當(dāng)于com.blueware.agent.TimeUtil.setEndTime("key");
                        this.visitLdcInsn(key);
                        this.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKESTATIC, "com/blueware/agent/TimeUtil", "setEndTime", "(Ljava/lang/String;)V", false);
                        //向棧中壓入類(lèi)名稱(chēng)
                        this.visitLdcInsn(className);
                        //向棧中壓入方法名
                        this.visitLdcInsn(name);
                        //向棧中壓入方法描述
                        this.visitLdcInsn(desc);
                        //相當(dāng)于com.blueware.agent.TimeUtil.getExclusiveTime("com/blueware/agent/TestTime","testTime");
                        this.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKESTATIC, "com/blueware/agent/TimeUtil", "getExclusiveTime", "(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)J", false);
                    }
                };
            }
            return mv;
        }
    }

4.TimeClassVisitor記錄時(shí)間幫助類(lèi)，代碼如下:

  public class TimeUtil {
        private static Map startTimes = new HashMap();
        private static Map endTimes   = new HashMap();
    
        private TimeUtil() {
        }
    
        public static long getStartTime(String key) {
            return startTimes.get(key);
        }
    
        public static void setStartTime(String key) {
            startTimes.put(key, System.currentTimeMillis());
        }
    
        public static long getEndTime(String key) {
            return endTimes.get(key);
        }
    
        public static void setEndTime(String key) {
            endTimes.put(key, System.currentTimeMillis());
        }
    
        public static long getExclusiveTime(String className, String methodName, String methodDesc) {
            String key = className + methodName + methodDesc;
            long exclusive = getEndTime(key) - getStartTime(key);
            System.out.println(className.replace("/", ".") + "." + methodName + " exclusive:" + exclusive);
            return exclusive;
        }
    }

上面的代碼難免有bug，如果你發(fā)現(xiàn)代碼寫(xiě)的有問(wèn)題，請(qǐng)你幫忙指出，讓我們一起進(jìn)步，讓代碼變的更漂亮和健壯;

順便打點(diǎn)廣告，如果看后對(duì)字節(jié)碼技術(shù)感興趣，歡迎加入我們oneapm，一起做點(diǎn)有意思事情，可直接聯(lián)系我;

完整代碼請(qǐng)?jiān)L問(wèn)github;

下一篇結(jié)合demo再深入研究ClassVisitor

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