ASM实践

一、 Bytecode instructions

1. 组成

由opcode和arguments两部分组成。
opcode：一个unsigned byte值，标示某条特定的指令；
arguments：定义某条指令的行为，紧跟在opcode后面；
Instruction arguments和Instruction operands：
arguments编译期可见，存储在已编译文件中；
operand来自operand堆栈，仅在运运行期可见。

类型描述符(Type descriptors).png

方法描述符(Method descriptors).png

2. Bytecode instructions分类：

2.1 在local variables 和 operand stack之间转移数据的指令

xLOAD：从local variable中读取压入operand stack中；
ILOAD: boolean, byte, char, short, or int;
LLOAD: long
FLOAD: float
DLOAD: double
ALOAD: 非primitive类型，如object和references。

2.2. 仅操作operand stack的指令

Stack： POP, DUP, SWAP
Constants: 压入一个常量数据到operand stack中；
ACONST_NULL：压入null
ICONST_0：压入0
FCONST_0 ：压入0f
DCONST_0 ：压入0d
BIPUSH b ：压入byte类型b；
SIPUSH s：压入short类型 s；
LDC cst：压入任意的int, float, long, double, String, Class类型cst;
Arithmetic and logic :
Casts:
Objects:
Fields:
Methods:
Arrays:
Jumps:
Return:

举例：

package pkg;

public class Bean {
    private int f;
    public int getF() {
        return this.f;
    }
    public void setF(int f) {
         this.f = f;
    }
}

getF()方法的指令：

ALOAD 0  //读取local variable 0(this指针)压入operand stack中；
GETFIELD pkg/Bean f I //弹出栈顶元素，并将this.f压入operand stack,
IRETURN //弹出栈顶元素，并把它返回给调用者；

setF()方法的指令：

ALOAD 0  //将local variable 0 (this指针) 压入operand stack中；
ILOAD 1   // 将local variable 1(参数f)压入到operand stack中；
PUTFIELD pkg/Bean f I  // 弹出上面两个，将f保存到this.f中
RETURN   // 返回至调用者。

默认构造方法:

Bean() { 
    super(); 
}

对应的字节指令:

ALOAD 0 //读取local variable 0(this指针)，并压入operand stack中;
INVOKESPECIAL java/lang/Object <init> ()V  // 从operand stack中弹出栈顶元素,  调用Object的<init>方法;
RETURN //返回至调用者

新的setter方法：

public void checkAndSetF(int f) {
    if (f >= 0) {
        this.f = f;
    } else {
        throw new IllegalArgumentException();
    }
}

对应的字节码指令：

ILOAD 1 //读取local variable 1(参数f)，压入operand stack中
IFLT label //弹出栈顶元素、且与0比较，如果Less Than(LT)0，跳转至label标签; 否则的话继续执行下一条指令；
ALOAD 0 //读取local variable 0(this指针)，压入operand stack中；
ILOAD 1 //读取local variable 1(参数f)，压入operand stack中；
PUTFIELD pkg/Bean f I //弹出上面两个，将参数f保存到this.f中；
GOTO end //无条件跳转至end标签
label:
NEW java/lang/IllegalArgumentException //创建一个Exception对象并压入operand堆栈
DUP //复制operand堆栈的栈顶元素；
INVOKESPECIAL java/lang/IllegalArgumentException <init> ()V //弹出栈顶
元素并调用Exception的构造方法；
ATHROW //弹出栈顶元素(另外一个副本)，作为异常抛出
end:
RETURN //返回至调用者

方法：

public static void sleep(long d) {
    try {
        Thread.sleep(d);
    } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
    }
}

对应的bytecode指令: