Learn Java ASM

🍁 Java ASM is an open-source java library for manipulating bytecode.

本项目旨在系统地介绍如何学习Java ASM的知识，主要涉及Core API、OPCODE和Tree API等内容。至于学习的预期目标就是，用一个形象的说法来讲，让字节码在你的手中“跳舞”：看看你的左手，一个完整的ClassFile拆解成不同粒度的字节码内容；看看你的右手，不同粒度的字节码内容又重新组织成一个ClassFile结构。

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如果我们学会了Java ASM之后，可能还是需要一个具体的应用场景来进行使用，这个场景就是由 Java Agent 开启的。

那么，Java ASM和Java Agent这两者之间是什么关系呢？ Java ASM是一个操作字节码的工具（tool），而Java Agent提供了修改字节码的机会（opportunity）。 想像这样一个场景： 有一个JVM正在运行，突然Java Agent在JVM上打开一扇大门，Java ASM通过大门冲进JVM里面，就要开始修改字节码了。

.class --- Java ASM --- Java Agent --- JVM

再打个比方，Java ASM就是“一匹千里马”，而Java Agent就是“伯乐”。 如果遇不到“伯乐”，可能“千里马”的才能就埋没了；正因为有了“伯乐”，“千里马”就有了施展才能的机会。

世有伯乐，然后有千里马。
千里马常有，而伯乐不常有。
故虽有名马，祗辱于奴隶人之手，骈死于槽枥之间，不以千里称也。

---

1. 如何使用

1.1 代码下载

从Gitee 仓库下载代码，使用如下命令：

git clone https://gitee.com/lsieun/learn-java-asm

从GitHub 仓库下载代码，使用如下命令：

git clone https://github.com/lsieun/learn-java-asm

1.2 开发环境

• Git
• Java 8
• Apache Maven
• IntelliJ IDEA (Ultimate or Community Edition)

在learn-java-asm项目当中，使用的ASM版本为9.0。如果想使用最新 版本，可以修改pom.xml文件中的asm.version属性：

<asm.version>9.0</asm.version>

1.3. 运行代码

在learn-java-asm项目当中，包含main方法的类主要位于run包（src/main/java/run）。

2. 课程资料

• 《Java ASM系列一：Core API》
  • 文章地址： lsieun.github.io | 51CTO
  • 视频地址： 51CTO | Bilibili
• 《Java ASM系列二：OPCODE》
  • 文章地址：lsieun.github.io | 51CTO
  • 视频地址：51CTO | Bilibili
• 《Java ASM系列三：Tree API》
  • 文章地址：lsieun.github.io | 51CTO
  • 视频地址：51CTO | Bilibili

2.1. ASM的组成部分

从组成结构上来说，Java ASM有Core API和Tree API两部分组成。

                                   ┌─── asm.jar
                                   │
            ┌─── Core API ─────────┼─── asm-util.jar
            │                      │
            │                      └─── asm-commons.jar
Java ASM ───┤
            │
            │                      ┌─── asm-tree.jar
            └─── Tree API ─────────┤
                                   └─── asm-analysis.jar

从依赖关系角度上说，Java ASM当中的各个.jar之间的依赖关系如下：

┌────────────────────────────┬─────────────────────────────┐
│                    ┌───────┴────────┐                    │
│     util           │    analysis    │         commons    │
│             ┌──────┴────────────────┴──────┐             │
│             │             tree             │             │
├─────────────┴──────────────────────────────┴─────────────┤
│                           core                           │
└──────────────────────────────────────────────────────────┘

2.2. ASM能够做什么

从应用的角度来说，Java ASM可以进行Class Generation、Class Transformation和Class Analysis三个类型的操作。

                                   ┌─── find potential bugs
                                   │
            ┌─── analysis ─────────┼─── detect unused code
            │                      │
            │                      └─── reverse engineer code
            │
Java ASM ───┼─── generation
            │
            │                      ┌─── optimize programs
            │                      │
            └─── transformation ───┼─── obfuscate programs
                                   │
                                   └─── insert performance monitoring code

2.3. top, null和void

在下表当中，top、null和void三者相对应的转换值：

┌─────────────┬────────────────────────────┬────────────────────────────────┐
│   .class    │          ASM Type          │      ASM Value in Frame        │
├─────────────┼────────────────────────────┼────────────────────────────────┤
│     top     │            null            │ BasicValue.UNINITIALIZED_VALUE │
├─────────────┼────────────────────────────┼────────────────────────────────┤
│ aconst_null │ BasicInterpreter.NULL_TYPE │   BasicValue.REFERENCE_VALUE   │
├─────────────┼────────────────────────────┼────────────────────────────────┤
│    void     │       Type.VOID_TYPE       │              null              │
└─────────────┴────────────────────────────┴────────────────────────────────┘

3. 注意事项

3.1. 添加typo字典

在编写代码的过程中，会遇到一些Typo提示，原因是insn等内容不是合法的单词。

解决方法：借助于IntelliJ IDEA的Spellchecking 的功能。

操作步骤：

• 第一步，在Settings/Preferences当中，找到Editor | Natural Languages | Spelling位置。
• 第二步，在右侧的Custom dictionaries位置，添加custom dictionary，在learn-java-asm项目根目录下，有一个accepted-words.dic文件，添加该文件即可。

配置完成之后，需要重新启动IntelliJ IDEA才能生效。

3.2. 查看笔记

在编写代码的过程中，为了方便理解代码，我添加了一些笔记，格式如下：

NOTE: 希望这是一条有用的笔记

但是，在默认情况下，它并不会高亮显示，因此不容易被察觉到。

解决方法：借助于IntelliJ IDEA的TODO comments 功能。

操作步骤：

• 第一步，在Settings/Preferences当中，找到Editor | TODO位置。
• 第二步，在右侧的Patterns位置，添加以下内容：

\bnote\b.*

配置完成之后，需要重新启动IntelliJ IDEA才能生效。

3.3. 关闭调试信息

在默认情况下，运行任何类，都会输出调试信息。在调试信息中，会带有[DEBUG]标识。

如果想关闭调试信息，可以修改lsieun.cst.Const类的DEBUG字段值为false（默认值为true）：

public class Const {
    public static final boolean DEBUG = false;
}

然后，执行mvn clean compile对类进行重新编译：

mvn clean compile

等待编译完成之后，再次运行程序。

4. 交流反馈

• 如果您有好的想法，可以提issues
• 如果您想贡献代码，可以进行fork
• 如果您有其它问题，可以添加QQ群（参考联系方式）

5. 联系方式

6. License

This project is licensed under the MIT License. See the LICENSE file for the full license text.