這篇文章主要為大家展示了“java中ASM框架有什么用”，內(nèi)容簡(jiǎn)而易懂，條理清晰，希望能夠幫助大家解決疑惑，下面讓小編帶領(lǐng)大家一起研究并學(xué)習(xí)一下“java中ASM框架有什么用”這篇文章吧。

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簡(jiǎn)介

ASM是java字節(jié)碼操作框架，利用該框架可以達(dá)到動(dòng)態(tài)修改java運(yùn)行對(duì)象代碼的目的，也可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)代理等功能；

線程和棧幀

要了解ASM字節(jié)碼操作，先要熟悉jvm線程與棧幀結(jié)構(gòu)，jvm開(kāi)辟一個(gè)線程，便會(huì)開(kāi)辟屬于這個(gè)線程虛擬機(jī)棧，本地方法棧，程序計(jì)數(shù)器，其主要作用如下：

• 虛擬機(jī)棧:以棧幀為基本單位，一個(gè)棧幀的開(kāi)始地址代表一個(gè)方法的入口，棧幀里面有操作數(shù)棧，局部變量表，動(dòng)態(tài)鏈接，方法出口，其他信息；其說(shuō)明如下：

• 操作數(shù)棧：:用來(lái)存放需要cpu進(jìn)行計(jì)算的基本類(lèi)型和對(duì)象引用，以4個(gè)字節(jié)的slot為基本單位；

• 局部變量表：存放當(dāng)前棧幀涉及到的變量表，以4個(gè)字節(jié)的slot為基本單位;

• 動(dòng)態(tài)鏈接: 存放執(zhí)行常量池的引用，可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)前方法的動(dòng)態(tài)鏈接;

• 方法出口：用于方法的返回，可以是異常的發(fā)生，return操作指令等等；

• 本地方法棧：類(lèi)似于虛擬機(jī)棧，但是保存的是java本地代碼庫(kù)的一些信息；

• 程序計(jì)數(shù)器：保存該線程指令執(zhí)行位置，待下次調(diào)度時(shí)可以接著往下執(zhí)行;
  具體如下圖所示：

   

   

       

  線程虛擬機(jī)棧結(jié)構(gòu).png

基本類(lèi)型

java字節(jié)碼中的類(lèi)型表達(dá)和java代碼是不一樣的，在java字節(jié)碼中利用如下符號(hào)來(lái)表達(dá)基本類(lèi)型：

注： L+className;代表某類(lèi)的引用(";"不能省略)

字節(jié)碼實(shí)例:

字節(jié)碼指令操作

字節(jié)碼指令操作其實(shí)主要操作局部變量表和操作數(shù)棧，具體流程是：load局部變量到操作數(shù)棧，然后給cpu下達(dá)執(zhí)行指令，然后將操作數(shù)棧棧頂元素彈出，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)操作；
字節(jié)碼指令都有一定的格式：[type+]op["_"+value];

其中type根據(jù)基本類(lèi)型可以為：i(int 整數(shù)),s(short 短整數(shù)),b(byte 字節(jié)),c(char字符),l(long長(zhǎng)整數(shù)),d(double雙精度浮點(diǎn)數(shù)),f(float 浮點(diǎn)數(shù)),a(reference 引用)；
value指的是操作數(shù)，如果操作數(shù)為負(fù)數(shù)時(shí)需要添加'm"前綴,例如iconstant_m1表示將-1壓棧；如果操作數(shù)值超過(guò)一定大小，則會(huì)將該操作數(shù)存放在常量池，用#indexbyte表示其位置；
op指的是操作碼，通常用一個(gè)字節(jié)表示；

字節(jié)碼指令操作主要分為九大指令：

• 加載和存儲(chǔ)指令：用于將數(shù)據(jù)在操作數(shù)棧和局部變量表來(lái)回傳輸；

• 運(yùn)算指令：用于將操作數(shù)棧棧頂?shù)膬蓚€(gè)數(shù)值進(jìn)行運(yùn)算，然后重新放入操作數(shù)棧頂;

• 類(lèi)型轉(zhuǎn)換指令：用于將兩個(gè)不同數(shù)值類(lèi)型進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換；

• 對(duì)象創(chuàng)建和訪問(wèn)指令： 用于創(chuàng)建對(duì)象和訪問(wèn)對(duì)象

• 操作數(shù)棧管理指令：用于管理操作數(shù)棧，類(lèi)似普通棧管理

• 控制轉(zhuǎn)移指令：用于讓jvm從指定位置的指令開(kāi)始執(zhí)行而不是控制下一條指令位置開(kāi)始執(zhí)行；

• 方法調(diào)用和返回指令：用于方法調(diào)用和方法返回；

• 異常處理指令：對(duì)jvm拋出的異常進(jìn)行處理指令；

• 方法同步指令：用來(lái)控制不同線程對(duì)方法的同步控制；

加載和存儲(chǔ)指令

加載指令主要是將局部變量和常量壓入到操作數(shù)棧，具體指令有：

• 常量壓棧指令，常量壓棧指令時(shí)根據(jù)常量所占字節(jié)大小劃分，指令如下：

• constant:該常量字節(jié)大小為-1到5的數(shù)值，例如iconstant_0將整數(shù)0壓棧，lconstant_5將長(zhǎng)整數(shù)5壓棧；

• bipush:將字節(jié)值為byte類(lèi)型的數(shù)值轉(zhuǎn)換為整型，然后壓棧(byte值大小為-128-127)；

• sipush:將字節(jié)值為short類(lèi)型的數(shù)值轉(zhuǎn)換為整型，然后壓棧(short值為-32768-32767)；

• ldc: 根據(jù)指定索引值(需要一個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)的indexbyte)從常量池取出大小在-2147483648~2147483647的常量值，如int，float,Reference型常量值；

• ldc_w:根據(jù)指定寬索引值(需要兩個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)的索引值)從常量池取出如int,float,Reference等常量值進(jìn)行壓棧；

• ldc2_w:根據(jù)指定寬索引值從常量池中取出如long,double等常量值進(jìn)行壓棧；
  如下圖：

   

   

  常量壓棧.png

   

  如上圖所示，其中32767表示操作數(shù)值，在[-32768,32767]之間是不會(huì)保存到常量池的，而超過(guò)這個(gè)值則需要利用indexbyte(#30,#35)代表的索引，去常量池中查找

• load:將局部變量指定位置(具體值或者索引)處的對(duì)象壓棧；aload_0將局部變量表0處的引用類(lèi)型入棧，
  iload indexbyte將局部變量表中indexbyte表示的int類(lèi)型入棧；caload從char類(lèi)型數(shù)組中裝載指定項(xiàng)的值（先轉(zhuǎn)換為int類(lèi)型值，后壓棧）

• store :將操作數(shù)棧棧頂值彈出并保存到局部變量表中;例如：istore_3將short,byte,char,int類(lèi)型保存到局部變量表3處根據(jù)類(lèi)型轉(zhuǎn)換，lstore [opNum] (opNum需大于3)則將long類(lèi)型保存到局部變量opNum處；dstore用來(lái)保存棧頂?shù)膁ouble類(lèi)型，fstore用來(lái)保存棧頂?shù)膄loat類(lèi)型；

如下圖所示：

加載存儲(chǔ)指令.png

運(yùn)算指令

運(yùn)算指令有以下幾種:

• (T)add:將棧頂T類(lèi)型的兩個(gè)數(shù)值相加后入棧，T：float,int,short,long,double

• (T)sub:將棧頂T類(lèi)型的兩個(gè)數(shù)值相減后入棧，T：float,int,short,long,double

• (T)mul:將棧頂T類(lèi)型的兩個(gè)數(shù)值相乘后入棧，T：float,int,short,long,double

• (T)div:將棧頂T類(lèi)型的兩個(gè)數(shù)值相除后入棧，T：float,int,short,long,double

• (T)rem:將棧頂T類(lèi)型的兩個(gè)數(shù)值取模后入棧，T：float,int,short,long,double

• (T)neg:將棧頂T類(lèi)型的取負(fù)后入棧，T：float,int,short,long,double

• (T)iinc [indexbyte,constantbyte]:將整數(shù)值constbyte加到indexbyte指定的int類(lèi)型的局部變量中;

   

   

       

  運(yùn)算指令.png

• (T)shl:算數(shù)左移后入棧，T為非浮點(diǎn)類(lèi)型的基本類(lèi)型；

• (T)shr:算數(shù)左移后入棧，T為非浮點(diǎn)類(lèi)型的基本類(lèi)型；

• (T)ushl:邏輯左移后入棧，T為非浮點(diǎn)類(lèi)型的基本類(lèi)型；

• (T)ushr:邏輯右移后入棧,T為非浮點(diǎn)類(lèi)型的基本類(lèi)型；

• (T)and:與操作，T為非浮點(diǎn)類(lèi)型的基本類(lèi)型；

• (T)or:或操作，T為非浮點(diǎn)類(lèi)型的基本類(lèi)型；

• (T)xor:異或操作,T為非浮點(diǎn)類(lèi)型的基本類(lèi)型；

類(lèi)型轉(zhuǎn)換指令

類(lèi)型轉(zhuǎn)換指令有以下幾種：

• (T)2(V):將T基本類(lèi)型轉(zhuǎn)換成V基本類(lèi)型，如果是長(zhǎng)字節(jié)類(lèi)型轉(zhuǎn)換短字節(jié)類(lèi)型，則需要把高位字節(jié)截?cái)?；如l2i:將long轉(zhuǎn)換成int則會(huì)把高4個(gè)字節(jié)截?cái)嗪笫Ｏ碌乃膫€(gè)字節(jié)轉(zhuǎn)換成int；

對(duì)象創(chuàng)建和訪問(wèn)指令

對(duì)象創(chuàng)建和訪問(wèn)指令通常需要兩個(gè)操作數(shù)indexbyte1和indexbyte2

• new :創(chuàng)建新的對(duì)象實(shí)例;

• checkcast:強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換;

• instanceof:判斷是否類(lèi)實(shí)例;

• getField:獲取類(lèi)實(shí)例字段值；

• putField:給類(lèi)實(shí)例字段賦值;

• getStatic:獲取類(lèi)靜態(tài)變量值;

• putStatic:給類(lèi)靜態(tài)變量賦值;

• newarray:創(chuàng)建基本類(lèi)型數(shù)組；

• anewarray:創(chuàng)建引用類(lèi)型數(shù)組;

• arraylength:獲取一維數(shù)組長(zhǎng)度;

操作數(shù)棧管理指令

字等于兩個(gè)字節(jié)，半個(gè)slot，16位

• nop: 空操作；

• pop :彈出棧頂一個(gè)字長(zhǎng)數(shù)據(jù);

• pop2:彈出棧頂兩個(gè)字長(zhǎng)的數(shù)據(jù);

• dup:復(fù)制棧頂一個(gè)字長(zhǎng)的數(shù)據(jù)，同時(shí)將該數(shù)據(jù)入棧；

• dup_x1：復(fù)制棧頂一個(gè)字長(zhǎng)的數(shù)據(jù)，同時(shí)彈出棧頂兩個(gè)字長(zhǎng)的數(shù)據(jù)，然后再將復(fù)制的數(shù)據(jù)入棧，再將彈出的兩個(gè)字入棧;

• dup_x2:復(fù)制棧頂一個(gè)字長(zhǎng)的數(shù)據(jù)，同時(shí)彈出棧頂三個(gè)字長(zhǎng)的數(shù)據(jù)，然后再將復(fù)制的數(shù)據(jù)入棧，再將彈出的三個(gè)字入棧;

• dup2:復(fù)制棧頂兩個(gè)字長(zhǎng)的數(shù)據(jù)，同時(shí)將該數(shù)據(jù)入棧；

• dup2_x1:復(fù)制棧頂兩個(gè)字長(zhǎng)的數(shù)據(jù)，同時(shí)彈出棧頂三個(gè)字長(zhǎng)的數(shù)據(jù)，然后再將復(fù)制的數(shù)據(jù)入棧，再將彈出的三個(gè)字入棧;

• dup2_x2:復(fù)制棧頂兩個(gè)字長(zhǎng)的數(shù)據(jù)，同時(shí)彈出棧頂四個(gè)字長(zhǎng)的數(shù)據(jù)，然后再將復(fù)制的數(shù)據(jù)入棧，再將彈出的四個(gè)字入棧;

• swap:交換棧頂兩個(gè)字長(zhǎng)的數(shù)據(jù)，Java指令中沒(méi)有提供交換兩個(gè)字長(zhǎng)為單位的交換指令；

控制轉(zhuǎn)移指令:

控制轉(zhuǎn)移指令分為跳轉(zhuǎn)指令和比較指令，無(wú)條件跳轉(zhuǎn)指令,表跳轉(zhuǎn)指令，異常跳轉(zhuǎn)指令；
跳轉(zhuǎn)指令：

• ifeq:若棧頂int類(lèi)型為0則跳轉(zhuǎn)；

• ifne:若棧頂int類(lèi)型不為0則跳轉(zhuǎn)；

• iflt:若棧頂int類(lèi)型小于0則跳轉(zhuǎn)；

• ifle: 若棧頂int類(lèi)型小于等于0則跳轉(zhuǎn)；

• ifgt:若棧頂int類(lèi)型大于0則跳轉(zhuǎn)；

• ifge:若棧頂int類(lèi)型大于等于0則跳轉(zhuǎn)；

• if_icmpeq:若棧頂兩int類(lèi)型相等則跳轉(zhuǎn)；

• if_icmpne: 若棧頂兩int類(lèi)型相等則跳轉(zhuǎn)；

• if_icmplt:若棧頂int前小于后則跳轉(zhuǎn);

• if_icpmle:若棧頂int前小于等于后則跳轉(zhuǎn);

• if_icpmgt: 若棧頂int前大于后則跳轉(zhuǎn);

• if_icpmge: 若棧頂int前大于等于后則跳轉(zhuǎn);

• ifnull: 如棧頂引用為空則跳轉(zhuǎn);

• ifnonnull:若棧頂引用不為空則跳轉(zhuǎn);

• if_acmpeq:若棧頂兩引用相等則跳轉(zhuǎn)；

• if_acmpne: 若棧頂兩引用不相等則跳轉(zhuǎn);

比較指令：

• (T)cmp:比較棧頂兩個(gè)T類(lèi)型大小，前者大，則1入棧；相等則0入棧；后者大則-1入棧；

• (T)cmpl:比較棧頂兩個(gè)T類(lèi)型大小，前者大，則1入棧；相等則0入棧；后者大則-1入棧；有NAN存在，則-1入棧;

• (T)cmpg:比較棧頂兩個(gè)T類(lèi)型大小，前者大，則1入棧；相等則0入棧；后者大則-1入棧；有NAN存在，則-1入棧;

無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令:

• goto :無(wú)條件轉(zhuǎn)移到指定位置;

• goto_w:無(wú)條件轉(zhuǎn)移到指定位置(寬索引);

表跳轉(zhuǎn)指令:

• tableswitch:通過(guò)索引訪問(wèn)跳轉(zhuǎn)表，并跳轉(zhuǎn);

• lookupswitch： 通過(guò)健值訪問(wèn)跳轉(zhuǎn)表，并跳轉(zhuǎn);

異常跳轉(zhuǎn)指令:

• athrow:拋出異常;

• jsr:跳轉(zhuǎn)到指定程序;

• jsr_w:跳轉(zhuǎn)到指定程序(寬索引);

• ret:返回到指定程序;

方法調(diào)用和返回指令:

• invokerspecial:指令用于調(diào)用一些需要特殊處理的實(shí)例方法，包括實(shí)例初始化方法、私有方法和父類(lèi)方法，編譯時(shí)綁定；

• invokevirtual:指令用于調(diào)用對(duì)象的實(shí)例方法，根據(jù)對(duì)象的實(shí)際類(lèi)型進(jìn)行分派，運(yùn)行時(shí)綁定；

• invokestatic:調(diào)用靜態(tài)方法;

• invokeinterface:用以調(diào)用接口方法，在運(yùn)行時(shí)搜索一個(gè)實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口方法的對(duì)象，找出適合的方法進(jìn)行調(diào)用；

• invokedynamic:用于處理新的方法分派：它允許應(yīng)用級(jí)別的代碼來(lái)確定執(zhí)行哪一個(gè)方法調(diào)用，只有在調(diào)用要執(zhí)行的時(shí)候，才會(huì)進(jìn)行這種判斷,從而達(dá)到動(dòng)態(tài)語(yǔ)言的支持，lambda方法實(shí)現(xiàn)就是依賴(lài)于該指令；

• (T)return:方法退出指令，T表示返回類(lèi)型;
  關(guān)于invokespecial和invokevirtual如下圖:

   

   

       

  invokespecial和invokevirtual.png

同步方法指令:

• monitorenter: 進(jìn)入并獲得對(duì)象監(jiān)視器；

• monitorexit:退出并釋放對(duì)象監(jiān)視器;

以上是“java中ASM框架有什么用”這篇文章的所有內(nèi)容，感謝各位的閱讀！相信大家都有了一定的了解，希望分享的內(nèi)容對(duì)大家有所幫助，如果還想學(xué)習(xí)更多知識(shí)，歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道！