摘要：動態(tài)編程使用場景通過配置生成代碼，減少重復(fù)編碼，降低維護(hù)成本。動態(tài)生成字節(jié)碼操作字節(jié)碼的工具有，其中有兩個比較流行的，一個是，一個是。

作者簡介
傳恒，一個喜歡攝影和旅游的軟件工程師，先后從事餓了么物流蜂鳥自配送和蜂鳥眾包的開發(fā)，現(xiàn)在轉(zhuǎn)戰(zhàn) Java，目前負(fù)責(zé)物流策略組分流相關(guān)業(yè)務(wù)的開發(fā)。

動態(tài)編程是相對于靜態(tài)編程而言的，平時我們討論比較多的靜態(tài)編程語言例如Java， 與動態(tài)編程語言例如JavaScript相比，二者有什么明顯的區(qū)別呢？ 簡單的說就是在靜態(tài)編程中，類型檢查是在編譯時完成的，而動態(tài)編程中類型檢查是在運行時完成的， 所謂動態(tài)編程就是繞過編譯過程在運行時進(jìn)行操作的技術(shù)。

通過配置生成代碼，減少重復(fù)編碼，降低維護(hù)成本。

AOP的一種實現(xiàn)方式，方便實現(xiàn)性能監(jiān)控和分析，日志，事務(wù)，權(quán)限校驗等。

實現(xiàn)新語言的語義，例如Groovy使用ASM生成字節(jié)碼。

單元測試中動態(tài)mock測試依賴。

反射

我們常用到的動態(tài)特性主要是反射，在運行時查找對象的屬性和方法，修改作用域，通過方法名稱調(diào)用方法等。在線的應(yīng)用不建議頻繁使用反射，因為反射的性能開銷較大。

在java的java.lang.reflect包下提供了一個Proxy類和一個InvocationHandler接口，通過這個類和這個接口可以生成JDK動態(tài)代理類和動態(tài)代理對象。

動態(tài)編譯是從Java 6開始支持的，主要是通過一個JavaCompiler接口來完成的。通過這種方式我們可以直接編譯一個已經(jīng)存在的java文件，也可以在內(nèi)存中動態(tài)生成Java代碼，動態(tài)編譯執(zhí)行。

Java 6加入了對Script(JSR223)的支持。這是一個腳本框架，提供了讓腳本語言來訪問Java內(nèi)部的方法。你可以在運行的時候找到腳本引擎，然后調(diào)用這個引擎去執(zhí)行腳本，這個腳本API允許你為腳本語言提供Java支持。

操作java字節(jié)碼的工具有BECL/ASM/CGLIB/Javassist，其中有兩個比較流行的，一個是ASM，一個是Javassist。 ASM直接操作字節(jié)碼指令，執(zhí)行效率高，要求使用者掌握J(rèn)ava類字節(jié)碼文件格式及指令，對使用者的要求比較高。 Javassist提供了更高級的API，執(zhí)行效率相對較差，但無需掌握字節(jié)碼指令的知識，對使用者要求較低，所以接下來我們重點講講Javassist。

Javassist(Java Programming Assistant) 使對Java字節(jié)碼的操作變得簡單，它使Java程序能夠在運行時定義新類，并且可以在JVM加載時修改類文件。 與其它類似的字節(jié)碼編輯器不同，它提供兩個級別的API：源級別和字節(jié)碼級別。 如果用戶使用源級別API，他們可以在不知道Java字節(jié)碼規(guī)范的情況下編輯類文件。整個API僅使用Java語言的詞匯表進(jìn)行設(shè)計，你甚至可以使用Java源代碼的方式插入字節(jié)碼。 另外，用戶也可以使用字節(jié)碼級別的API去直接編輯類文件。

// ClassPool 是 CtClass 對象的容器，存儲著CtClass的Hash表。它按需讀取類文件來構(gòu)造CtClass對象，并且保存CtClass對象以便之后使用
ClassPool classPool = ClassPool.getDefault();
// CtClass 表示一個class文件，一個 GtClass(compile-time class)對象用來處理一個class文件，下面是從classpath中查找該類
CtClass ctClass = classPool.get("test.config.ConfigHandle");
// 通知編輯器去尋找對應(yīng)的包
classPool.importPackage("org.mockito.Mockito");
classPool.importPackage("test.adapter.ext.IDowngrade");
classPool.importPackage("test.utils.property.IProperties");
// 使用removeField() removeMethod() 去刪除對應(yīng)的屬性和方法
ctClass.removeField(ctClass.getDeclaredField("serviceHandle"));
ctClass.removeField(ctClass.getDeclaredField("switchHandle"));
ctClass.removeField(ctClass.getDeclaredField("configHandle"));
// CtMethod 和 CtConstructor 提供了 setBody() 方法去修改方法體
CtConstructor ctConstructor = ctClass.getDeclaredConstructors()[0];
ctConstructor.setBody("{this.mySwitch = Mockito.mock(IDowngrade.class);
" +
    "            this.myConfig = Mockito.mock(IProperties.class);}");
// toClass() 請求當(dāng)前線程的 ClassLoader 去加載 CtClass 所代表的類文件
ctClass.toClass();
//輸出成二進(jìn)制格式
//byte[] b = ctClass.toBytecode();
//輸出class文件到目錄中
//ctClass.writeFile("/tmp");

ClassPool是CtClass對象的容器，因為編譯器在編譯引用CtClass代表的Java類的源代碼時，可能會引用CtClass對象，所以一旦一個CtClass被創(chuàng)建，它就被保存在ClassPool中。

如果事先知道要修改哪些類，修改類的最簡單方法如下：

調(diào)用 ClassPool.get() 獲取 CtClass 對象

修改對象

調(diào)用 CtClass 對象的 writeFile() 或者 toBytecode() 獲得修改過的類文件。

如果需要定義一個新類，只需要

ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
CtClass cc = pool.makeClass("HelloWorld");

如果一個 CtClass 對象通過 writeFile(), toClass(), toBytecode()被轉(zhuǎn)換成一個類文件，該CtClass對象會被凍結(jié)起來，不允許再修改，因為一個類只能被JVM加載一次。

CtClasss cc = ...;
    :
cc.writeFile();
cc.defrost();
cc.setSuperclass(...);    // 類已經(jīng)被解凍

通過 ClassPool.getDefault() 獲取的ClassPool默認(rèn)使用JVM的類搜索路徑。如果程序運行在JBoss或者Tomcat等Web服務(wù)器上，ClassPool可能無法找到用戶自己定義的類，因為這種Web服務(wù)器使用多個類加載器作為系統(tǒng)類加載器。在這種情況下，ClassPool必須添加額外的類搜索路徑。

pool.insertClassPath(new ClassClassPath(this.getClass())); // 當(dāng)前的類使用的類路徑，注冊到類搜索路徑
pool.insertClassPath("/usr/local/javalib"); // 添加目錄 /usr/local/javalib 到類搜索路徑
ClassPath cp = new URLClassPath("www.javassist.org", 80, "/java/", "org.javassist.");
pool.insertClassPath(cp); // 注冊URL到搜索路徑

在Java中，多個類加載器是可以共存的。每個類加載器創(chuàng)建了自己的命名空間，不同的類加載器可以加載具有相同類名的不同類文件，被加載的類也會被視為不同的類。此功能使我們能夠在單個JVM上面運行多個應(yīng)用程序，即使這些程序包含具有相同名稱的類。

注意，JVM不允許動態(tài)重新加載類，一旦類加載器加載了一個類，就不能再在運行時重新加載該類的其它版本。因此，在JVM加載類之后，就不能再更改該類的定義。 但是，JPDA（Java平臺調(diào)試器架構(gòu)）提供有限的重新加載類的能力，如果相同的類文件由兩個不同的類加載器加載，則JVM內(nèi)會創(chuàng)建兩個具有相同名稱但是定義的不同的類。由于兩個類不相同，所以一個類的實例不能被分配給另一個類的變量，兩個類之間的轉(zhuǎn)換操作也會失敗并且拋出一個ClassCastException異常。

Javassist比我們在本文中所討論的功能要豐富得多，作為jboss的一個子項目，其主要的優(yōu)點在于簡單和快速，可以直接使用java編碼的形式，而不需要了解虛擬機指令，就能動態(tài)改變類的結(jié)構(gòu)，或者動態(tài)生成類。如果你不是很了解虛擬機指令，可以采用javassist。

www.javassist.org/tutorial/tu…

en.wikipedia.org/wiki/Javass…

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