Java ASM3学习(3)

MethodVisitor

ClassVisitor的visitMethod能够访问到类中某个方法的一些入口信息，那么针对具体方法中字节码的访问是由MethodVisitor来进行的

访问顺序如下，其中visitCode和visitMaxs仅调用一次，标志方法字节码访问的开始和结束

 MethodVisitor如何获得：

1.ClassReader中传入的ClassVisitor中返回的MethodVisitor

2.直接调用ClassWriter.visitMethod返回MethodVisitor

创建ClassWriter的时候：
1.new ClassWriter(0) 

自己计算帧、操作数栈大小和局部变量表大小，即自己调用visitMaxs

2.new ClassWriter(COMUPTE_MAXS)

自动计算帧、操作数栈大小和局部变量表大小，但是仍需要调用visitMaxs，里面的参数自动忽略，优点是简单，缺点是程序运行性能降低（10%）

3.new ClassWriter(COMPUTE_FRAMES)

与2类似，改进是不用再调用visitFrame，性能只下降2的一半

常用api：

visitFieldInsn ： 访问某个成员变量的指令，支持GETSTATIC, PUTSTATIC, GETFIELD or PUTFIELD.
visitFrame ：访问当前局部变量表和操作数栈中元素的状态，参数就是局部变量表和操作数栈的内容
visitIincInsn ： 访问自增指令
visitVarInsn ：访问局部变量指令，就是取局部变量变的值放入操作数栈
visitMethodInsn ：访问方法指令，就是调用某个方法，支持INVOKEVIRTUAL, INVOKESPECIAL, INVOKESTATIC or INVOKEINTERFACE.
visitInsn ： 访问无操作数的指令，例如nop，duo等等

visitTypeInsn：访问type指令，即将一个类的全限定名作为参数然后new一个对象压入操作数栈中

https://www.javadoc.io/doc/org.ow2.asm/asm/4.0/org/objectweb/asm/MethodVisitor.html

生成方法：

比如

package asm;

public class bean {
    private int f;

    public bean() {
    }

    public void setF(int f) {
        this.f = f;
    }

    public int getF() {
        return this.f;
    }
}

上面的getF方法就可以用其对应的字节码指令生成

 假设mv是MethodVisitor，即：

mv.visitCode();// 标志开始访问
mv.visitVarIn(ALOAD,0)
mv.visitFieldInsn(GETFIELD,"asm/beam","f","I")
mv.visitInsn(IRETURN)
mv.visitMaxs(1,1) //局部表量表和操作数栈的大小，只要一个this即可
mv.visitEnd

 那么可以动态的生成setF的方法体：

 那么只需要定义一个ClassAdapter，由于要遍历每个方法，因此在visitMethod处判断方法名即可hook指定方法：

package asm;

import org.objectweb.asm.ClassAdapter;
import org.objectweb.asm.ClassVisitor;
import org.objectweb.asm.MethodVisitor;
import org.objectweb.asm.Opcodes;

public class ClassPrint  extends ClassAdapter {

    public ClassPrint(ClassVisitor classVisitor) {
        super(classVisitor);
    }
    @Override
    public MethodVisitor visitMethod(int var1, String var2, String var3, String var4, String[] var5) {
        System.out.println(var2);
        if (var2.equals("setFf")) {
            MethodVisitor mv = this.cv.visitMethod(var1, var2, var3, var4, var5);
            mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 0);
            mv.visitVarInsn(Opcodes.ILOAD, 1);
            mv.visitFieldInsn(Opcodes.PUTFIELD, "asm/bean", "f", "I");
            mv.visitInsn(Opcodes.RETURN);
            mv.visitMaxs(2, 2);
            mv.visitEnd();
            return mv;
        }
     return    this.cv.visitMethod(var1, var2, var3, var4, var5);
    }


}

生成结果如下：

结合if以及异常的字节码指令分析：

还是以以下代码为例，假设要为setFf生成代码块，先取其字节码指令：

package asm;

public class bean {
    private int f;
    public void setFf(int f) {
            if(f>=0){
                this.f=f;
            }
            else {
            throw     new IllegalArgumentException();
            }
    }
    public int getF(){
     return f;
    }
}

字节码指令如下：

这里要引入栈映射帧的概念，就是表示在执行某一条字节码指令之前，帧的状态，即局部变量表和操作数栈的状态，不是每条字节码前面都有栈映射帧，通常在有条件跳转或无条件跳转之后或者抛出异常之前，只要记住有这么个指令即可，具体怎么用可以查doc。ps：直接根据idea给出的字节码指令来写asm代码即可

即对应的重写setFf的asm代码为：

package asm;
import org.objectweb.asm.*;

public class ClassPrint  extends ClassAdapter {

    public ClassPrint(ClassVisitor classVisitor) {
        super(classVisitor);
    }
    @Override
    public MethodVisitor visitMethod(int var1, String var2, String var3, String var4, String[] var5) {
        System.out.println(var2);
        if (var2.equals("setFf")) {
            MethodVisitor mv = this.cv.visitMethod(var1, var2, var3, var4, var5);
            mv.visitVarInsn(Opcodes.ILOAD, 1); //f入栈
            Label l1 = new Label();
            mv.visitJumpInsn(Opcodes.IFLT,l1); //弹出f和0比较,此时栈空,到label1
            mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD,0);//压入this
            mv.visitVarInsn(Opcodes.ILOAD,1); //压入f
            mv.visitFieldInsn(Opcodes.PUTFIELD,"asm/bean","f","I"); //弹出this和f，赋值this.f=f
            Label l2 = new Label(); //声明label
            mv.visitJumpInsn(Opcodes.GOTO,l2); //跳转关联label2

            mv.visitLabel(l1);//label1起始
            mv.visitFrame(Opcodes.F_SAME,2,null,0,null); //访问当前帧状态
            mv.visitTypeInsn(Opcodes.NEW,"java/lang/IllegalArgumentException");//new异常,分配内存但不做初始化操作
            mv.visitInsn(Opcodes.DUP);//复制栈里元素，再次压入
            mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKESPECIAL,"java/lang/IllegalArgumentException","<init>","()V");//弹出一个对象(参数个数为0+1=1)，进行初始化操作，构造函数默认为空，此时栈大小为1，实例化结束后再次压入实例化的结果
            mv.visitInsn(Opcodes.ATHROW);//此时栈中对象已经进行初始化，所以弹出栈顶的异常对象，即抛出异常，栈中实际上还剩余一个this
            
            mv.visitLabel(l2); //label2起始
            mv.visitFrame(Opcodes.F_SAME,2,null,0,null);//访问当前帧状态
            mv.visitInsn(Opcodes.RETURN);//返回
            mv.visitMaxs(2, 2);//设置局部表量表和操作数栈大小
            mv.visitEnd();//访问结束
            return mv;
        }
     return    this.cv.visitMethod(var1, var2, var3, var4, var5);
    }


}

tips：

getfiled 弹一个对象的引用，并将所取的字段的值压入

putfield 需要弹一个值和一个对象引用，将值存储在对象所指定的字段中 

asm不同版本差别

调用思想不变，做好替换即可。

看到乐谷大佬的一句话：

解释不清楚，就是自己没理解，那就不是自己的知识，效果肯定大打折扣。

共勉~

tip：

1.hook调用自己的方法时注意用invokeStatic

2.需要用到源方法中的参数时，直接找到class文件，从字节码指令中找

参考：

ASM4使用指南