常见的Java字节码插装工具有哪些？

常见的Java字节码插装工具有很多，其中比较常用的有ASM、Javassist、Byte Buddy和Instrumentation，下面具体介绍它们的使用方法以及示例。

一、 ASM

1.1 简介

ASM是一个Java字节码操作框架，它可以用来动态生成和转换Java字节码。与Java自带的Instrumentation机制类似，ASM扫描字节码时，会向字节码中插入自己的类加载器和转换器，实现了对字节码的操作和动态生成等功能。

1.2 使用方法

首先需要导入ASM的相关依赖，比如在Maven项目中：

<dependency>
    <groupId>org.ow2.asm</groupId>
    <artifactId>asm</artifactId>
    <version>7.3.1</version>
</dependency>

具体的使用方法可以参考以下步骤：

定义ClassVisitor对象，它继承自asm.ClassVisitor类，并重写其中的方法，比如visit、visitField、visitMethod等方法。
定义ClassReader对象，将需要插桩的类字节码文件作为参数传入。
定义ClassWriter对象，在ClassVisitor中调用其visit方法，并将其返回值作为ClassReader中accept方法的参数，最后调用ClassWriter的toByteArray方法来获取字节码数组。
将字节码数组转换为ClassLoader，并通过ClassLoader载入类。

1.3 示例

以下示例是使用ASM实现类的简单插桩，将目标类中所有的方法前插入一段代码：

public class SimpleClassVisitor extends ClassVisitor {
    public SimpleClassVisitor(ClassVisitor cv) {
        super(Opcodes.ASM5, cv);
    }

    @Override
    public MethodVisitor visitMethod(int access, String name, String desc, String signature, String[] exceptions) {
        MethodVisitor mv = cv.visitMethod(access, name, desc, signature, exceptions);
        return new MethodVisitor(Opcodes.ASM5, mv) {
            @Override
            public void visitCode() {
                super.visitCode();
                visitMethodInsn(Opcodes.INVOKESTATIC, "java/lang/System", "currentTimeMillis", "()J", false);
                super.visitFieldInsn(Opcodes.GETSTATIC, "java/lang/System", "out", "Ljava/io/PrintStream;");
                super.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKEVIRTUAL, "java/io/PrintStream", "println", "(J)V", false);
            }
        };
    }
}

public class AsmDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException, IllegalAccessException, InstantiationException {
        ClassReader cr = new ClassReader("com.study.asm.Account");
        ClassWriter cw = new ClassWriter(ClassWriter.COMPUTE_MAXS);
        SimpleClassVisitor cv = new SimpleClassVisitor(cw);
        cr.accept(cv, 0);
        byte[] bytes = cw.toByteArray();

        MyClassLoader cl = new MyClassLoader();
        Class<?> clazz = cl.defineClass("com.study.asm.Account", bytes);
        Object obj = clazz.newInstance();
        Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods();
        for (Method method : methods) {
            method.invoke(obj, null);
        }
    }
}

上面代码中，我们定义了一个SimpleClassVisitor类，继承自ClassVisitor，实现了visitMethod方法对方法进行插桩，插入的代码是获取当前时间并打印输出。

二、 Javassist

2.1 简介

Javassist是一个Java语言的字节码编辑器，以程序库的形式提供了完整的Java字节码处理方案，包括动态修改类的字节码、动态生成类定义、动态生成新的方法等。Javassist使用起来比ASM略有些复杂，但对于一些高级应用来说，Javassist在易用性、可读性、稳定性、兼容性等方面有优势。

2.2 使用方法

Javassist和ASM的使用有些类似，也需要导入相关依赖，比如在Maven项目中：

<dependency>
    <groupId>org.javassist</groupId>
    <artifactId>javassist</artifactId>
    <version>3.27.0-GA</version>
</dependency>

具体的使用方法可以参考以下步骤：

通过CtClass.forClass方法，获取需要修改的类的CtClass对象。
通过CtMethod对象的insertBefore、insertAfter、insertAt等方法动态在方法前插入代码。
通过CtClass的toBytecode方法，获取修改后的字节码。

2.3 示例

以下示例是使用Javassist实现类的简单插桩，将目标类中所有的方法前插入一段代码：

public class AccountTransform {
    public static void main(String[] args) throws NotFoundException, CannotCompileException, IllegalAccessException, InstantiationException {
        ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
        CtClass clz = pool.get("com.study.asm.Account");
        CtMethod[] methods = clz.getDeclaredMethods();
        for (CtMethod method : methods) {
            method.insertBefore("System.out.println(System.currentTimeMillis());");
        }
        byte[] bytes = clz.toBytecode();

        MyClassLoader cl = new MyClassLoader();
        Class<?> clazz = cl.defineClass("com.study.asm.Account", bytes);
        Object obj = clazz.newInstance();
        Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();
        for (Method method : declaredMethods) {
            method.invoke(obj, null);
        }
    }
}

上面代码中，我们通过ClassPool.getDefault方法获取默认的CtClass池，然后通过pool.get方法获取需要修改的类的CtClass对象，最后通过CtMethod对象的insertBefore方法在方法前插入一段代码。

三、 Byte Buddy

3.1 简介

Byte Buddy是一个Java字节码库，可以用来创建和修改Java类的字节码。它提供了丰富的API，易于使用，同时支持在运行时加载和修改字节码。

3.2 使用方法

Byte Buddy使用起来非常简单，只需要导入相关依赖，比如在Maven项目中：

<dependency>
    <groupId>net.bytebuddy</groupId>
    <artifactId>byte-buddy</artifactId>
    <version>1.11.1</version>
</dependency>

具体的使用方法可以参考以下步骤：

通过byteBuddy.subclass方法创建子类，并为其添加方法。
通过Java的反射API获取Method对象，并使用invoke方法调用它。

3.3 示例

以下示例是使用Byte Buddy实现类的简单插桩，将目标类中所有的方法前插入一段代码：

public class ByteBuddyDemo {
    public static void main(String[] args) throws InstantiationException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException {
        Class<?> clazz = new ByteBuddy()
                .subclass(Account.class)
                .method(ElementMatchers.any())
                .intercept(MethodDelegation.to(new Interceptor()))
                .make()
                .load(ByteBuddyDemo.class.getClassLoader())
                .getLoaded();
        Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods();
        Object obj = clazz.newInstance();
        for (Method method : methods) {
            method.invoke(obj, null);
        }
    }
}

public class Interceptor {
    public static void intercept() {
        System.out.println(System.currentTimeMillis());
    }
}

上面代码中，我们通过byteBuddy.subclass方法创建Account类的子类，然后为其添加方法，通过Java的反射API获取Method对象，并使用invoke方法调用它。

四、 Instrumentation

4.1 简介

Instrumentation是Java 5引入的一个API，提供了字节码操作的接口，允许用户在程序运行期间对字节码进行修改。通过Instrumentation可以实现很多有趣的功能，比如内存分配、性能监测、代码注入等。

4.2 使用方法

Instrumentation的使用方法有些不同于其他字节码插装工具，需要在启动时通过Java agent来加载，具体的使用方法可以参考以下步骤：

定义一个类，实现Java agent的premain或者agentmain方法，并通过Instrumentation.redefineClasses方法对需要修改的类进行重定义。
编译该类并打成jar包。
在启动程序时，使用Java命令加上-javaagent参数，指定该jar包的路径。

4.3 示例

以下示例是使用Instrumentation实现类的简单插桩，将目标类中所有的方法前插入一段代码：

public class InstrumentationDemo {
    public static void premain(String args, Instrumentation inst) throws ClassNotFoundException, UnmodifiableClassException {
        inst.addTransformer(new SimpleTransformer(), true);
        inst.retransformClasses(Account.class);
    }
}

public class SimpleTransformer implements ClassFileTransformer {
    @Override
    public byte[] transform(ClassLoader loader, String className, Class<?> classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain, byte[] classfileBuffer) throws IllegalClassFormatException {
        ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
        try {
            CtClass clz = pool.get(className.replace("/", "."));
            CtMethod[] methods = clz.getDeclaredMethods();
            for (CtMethod method : methods) {
                method.insertBefore("System.out.println(System.currentTimeMillis());");
            }
            byte[] bytes = clz.toBytecode();
            return bytes;
        } catch (Throwable e) {
            System.err.println("Exception: " + e.getMessage());
            return classfileBuffer;
        }
    }
}

上面代码中，我们定义了一个InstrumentationDemo类，实现了premain方法，在premain方法中通过Instrumentation.addTransformer方法和Instrumentation.retransformClasses方法对类进行重定义。

我们同时定义了一个SimpleTransformer类，实现了ClassFileTransformer接口，在其transform方法中使用Javassist对方法进行插桩。

启动程序时需要加上-javaagent参数，指定jar包的路径，示例如下：

-javaagent:/path/to/my-java-agent.jar

以上就是常见的Java字节码插装工具的使用攻略和部分示例。不同的工具有不同的优缺点和适用场景，需要根据实际需求和代码特点进行选择。

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常见的Java字节码插装工具有哪些？

一、 ASM

1.1 简介

1.2 使用方法

1.3 示例

二、 Javassist

2.1 简介

2.2 使用方法

2.3 示例

三、 Byte Buddy

3.1 简介

3.2 使用方法

3.3 示例

四、 Instrumentation

4.1 简介

4.2 使用方法

4.3 示例

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