JVM——字节码增强技术简介

Java字节码增强指的是在Java字节码生成之后，对其进行修改，增强其功能，这种方式相当于对应用程序的二进制文件进行修改。Java字节码增强主要是为了减少冗余代码，提高性能等。

实现字节码增强的主要步骤为：

1、修改字节码

在内存中获取到原来的字节码，然后通过一些工具（如 ASM，Javaasist）来修改它的byte[]数组，得到一个新的byte数组。

2、使修改后的字节码生效

有两种方法：

1） 自定义ClassLoader来加载修改后的字节码；

2）替换掉原来的字节码：在JVM加载用户的Class时，拦截，返回修改后的字节码；或者在运行时，使用Instrumentation.redefineClasses方法来替换掉原来的字节码；

3. 两种实现机制：

（1） 通过创建原始类的一个子类（动态创建的类继承原来的类）。子类名以原始类名为前缀，以避免重名。Spring AOP 使用的就是这种

（2） 直接修改原始类的字节码。类的跟踪过程中使用

4. 实现字节码增强要执行两个步骤：

（1） 在内存中获取到原始的字节码， 然后通过一些开源的API 来修改它的byte[] 数组，得到一个新的byte[] 数组。

（2） 将新的byte[] 数组加载到PermGen 区（即加载新的byte[] 数组或替换原始类的字节码）。

接口 BCInterface

public interface BCInterface {  void enhancement();}

实现类 BCEnhancement.java

public class BCEnhancement implements BCInterface{  public void enhancement() {    System.out.println("hello enhancement");  }}

LogProxy.java

import java.lang.reflect.InvocationHandler;import java.lang.reflect.Method;import java.lang.reflect.Proxy;public class LogProxy implements InvocationHandler {  private Object object;  public Object getProxyObject(Object o){    object=o;    try{      return Proxy.newProxyInstance(this.getClass().getClassLoader(),o.getClass().getInterfaces(),this);    }catch (IllegalArgumentException e){      throw new RuntimeException(e);    }  }  public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {    System.out.println("before invoke ...");    Object result= method.invoke(object,args);    System.out.println("after invoke ...");    return result;  }}

测试类 Test.java

public class Test {  public static void main(String[] args) {    LogProxy logProxy = new LogProxy();    System.setProperty("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");    BCInterface byteCodeEn = (BCInterface) logProxy.getProxyObject(new BCEnhancement());    byteCodeEn.enhancement();  }}

输出:

before invoke ...hello enhancementafter invoke ...