在运行时实现抽象方法？

Question

假设我有一个抽象类：

abstract class Foo extends Bar {

    public abstract int foo();

}

我想在运行时扩展以创建Class对象。 希望我可以有一个动态生成的类：

class FooImpl extends Foo {

    @Override
    public int foo() {
        return 5;
    }

}

这将由Class对象表示，然后我可以使用反射来创建的新实例。 关键是我想在运行时确定方法foo（）的返回值。 我的想法是使用ASM为该类创建字节码，然后在ClassLoader对象上使用反射来定义该类。

使用ASM然后在生成的字节上反映方法ClassLoader＃defineClass是在运行时使用非硬编码值实现抽象方法的最佳方法吗？

如果是，我将如何去做。 我的直觉是利用ASMifierClassVisitor，但是我不确定这样做的确切方法。 我知道，如果所有其他方法都失败了，我可以手动执行定义特定类所需的JVM指令，但是我觉得必须有一种更简单的方法。

如果没有，什么是最好的方法，我将如何使用最好的方法？

编辑：我检查了所有的答案，我决定他们都不是我想要的。 最后，我为与ASM讨论的内容创建了一个小型实现。 我认为应该在这里发布：

import org.objectweb.asm.*;

import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.HashMap;

/**
 * Created by IntelliJ IDEA.
 * User: Matt
 * Date: 9/17/11
 * Time: 12:42 PM
 */
public class OverrideClassAdapter extends ClassAdapter {

    private final HashMap<String, Object> code;
    private final String className;

    private final ClassWriter writer;

    private String superName;

    public OverrideClassAdapter(ClassWriter writer, String className, Queue<int[]> constructorCode, HashMap<String, Object> code) {
        super(writer);
        this.writer = writer;
        this.className = className;
        this.code = code;
    }

    @Override
    public void visit(int version, int access, String name, String signature, String superName, String[] interfaces) {
        this.superName = name;
        if((access & Opcodes.ACC_ABSTRACT) != 0)
            access &= ~Opcodes.ACC_ABSTRACT;
        if((access & Opcodes.ACC_INTERFACE) != 0)
            access &= ~Opcodes.ACC_INTERFACE;
        cv.visit(version, access, className, signature, name, null);
    }

    @Override
    public void visitSource(String source, String debug) {
    }

    @Override
    public MethodVisitor visitMethod(int access, String name, String desc, String signature, String[] exceptions) {
        boolean isAbstract = (access & Opcodes.ACC_ABSTRACT) != 0;
        if(isAbstract)
            access &= ~Opcodes.ACC_ABSTRACT;
        MethodWriter mw = (MethodWriter) cv.visitMethod(access, name, desc, signature, exceptions);
        Object value = code.get(name);
        if(isAbstract || value != null) {
            if(value instanceof BytecodeValue) {
                BytecodeValue returnableValue = (BytecodeValue) value;
                int[] byteCode = new int[returnableValue.getValueCode().length + 1];
                System.arraycopy(returnableValue.getValueCode(), 0, byteCode, 0, returnableValue.getValueCode().length);
                if(returnableValue.getValueCode().length > 1 && returnableValue.getValueCode()[1] == 0) {
                    byteCode[1] = writer.newConst(returnableValue.getValue());
                }
                byteCode[byteCode.length - 1] = returnableValue.getReturnCode();
                value = byteCode;
            }
            return new OverrideMethodAdapter(mw, (int[]) value);
        }
        return mw;
    }

    private class OverrideMethodAdapter extends MethodAdapter {

        private final int[] code;

        private final MethodWriter writer;

        public OverrideMethodAdapter(MethodWriter writer, int[] code) {
            super(writer);
            this.writer = writer;
            this.code = code;
        }

        @Override
        public void visitEnd() {
            try {
                Field code = MethodWriter.class.getDeclaredField("code");
                code.setAccessible(true);
                ByteVector bytes = new ByteVector();
                for(int b : this.code)
                    bytes.putByte(b);
                code.set(writer, bytes);
            } catch (Exception e) {
              e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static byte[] extendClassBytes(Class clazz, String className, HashMap<String, Object> methodImpls) throws IOException {
        ClassReader cr = new ClassReader(clazz.getName());
        ClassWriter cw = new ClassWriter(0);
        cr.accept(new OverrideClassAdapter(cw, className, methodImpls), ClassReader.SKIP_DEBUG);
        cr = new ClassReader(cw.toByteArray());
        cw = new ClassWriter(ClassWriter.COMPUTE_MAXS | ClassWriter.COMPUTE_FRAMES);
        cr.accept(cw, ClassReader.SKIP_DEBUG);
        //CheckClassAdapter.verify(new org.objectweb.asm.ClassReader(cw.toByteArray()), true, new PrintWriter(System.out));
        /*File file = new File(className + ".class");
        new FileOutputStream(file).write(cw.toByteArray());*/
        return cw.toByteArray();
    }


    public static Class extendClass(Class clazz, String className, HashMap<String, Object> methodImpls) throws IOException {
        return defineClass(extendClassBytes(clazz, className, methodImpls), className);
    }

    public static Class defineClass(byte[] code, String name) {
        try {
            Method method = ClassLoader.class.getDeclaredMethod("defineClass", String.class, byte[].class, int.class, int.class);
            method.setAccessible(true);
            return (Class) method.invoke(Thread.currentThread().getContextClassLoader(), name, code, 0, code.length);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
}

Answer 1

您可能想看看使用CGLib 。 它可以执行Java动态代理可以执行的操作，但可以执行抽象类和接口操作，并且它具有与java.lang.reflect.Proxy类似的API。 无论如何，CGLib都会在后台使用ASM，但是通过使用CGLib，您将不必直接制作字节码。

这是如何使用CGLib进行此操作的示例：

package cglibtest;

import java.lang.reflect.Method;

import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;

public class CGLibTest
{
    public static void main(String... args)
    {
        MyAbstract instance = (MyAbstract)Enhancer.create(MyAbstract.class, new MyInterceptor(42));
        System.out.println("Value from instance: " + instance.valueMethod());
    }

    public static class MyInterceptor implements MethodInterceptor
    {
        private final Object constantValue;

        public MyInterceptor(Object constantValue)
        {
            this.constantValue = constantValue;
        }

        @Override
        public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args,
                MethodProxy proxy) throws Throwable
        {
            if ("valueMethod".equals(method.getName()))
                return(constantValue);
            else
                return(null);
        }
    }

    public static abstract class MyAbstract
    {
        public abstract int valueMethod();
    }
}

Answer 2

是什么让您无法从属性中读取值5并将其返回？ 太简单了，我想您必须比返回要在此处完成的int更为复杂。 我同意上面的文章，在运行时生成类非常昂贵。 如果您事先了解业务逻辑，则可以应用Factory模式在运行时加载定义的接口的所需实现。 JDBC库就是这样工作的。

如果您事先不了解业务逻辑并且有很多业务逻辑，则可能会受益于使用现成的规则引擎来处理逻辑并将结果返回给Java程序。 特别是如果它经常更改，则在规则引擎中维护此逻辑要容易得多。

Answer 3

是的，这种方法应该可行。 但是，如果您要进行大量的类生成，这将是昂贵的。 （我们可能正在谈论成千上万的指令，用于生成字节码文件然后将其加载。然后，在加载该类时需要内存来表示该类。）

另一种方法（也很昂贵）是生成源代码，并在运行时对其进行编译和加载。

最后，您应该考虑使对象的逻辑成为表驱动或使用某种解释器实现的方法。 如果您实际上需要使用不同的类，则可以使用Java的动态代理类机制对此进行总结； 例如，参见java.lang.reflect.Proxy