Java中的程序代碼修改（例如，變量提取）

Question

我知道可以使用Reflection做一些不錯的事情，例如調用方法或更改字段的值。 但是，是否可以在運行時和以編程方式進行更大量的代碼修改？

例如，如果我有一個方法：

public void foo(){
    this.bar = 100;
}

我可以編寫一個程序來修改此方法的內在特性，注意到它為字段分配了一個常量，並將其轉換為以下內容：

public int baz = 100;

public void foo(){
    this.bar = baz;
}

也許Java並不是真正用於執行此類操作的語言-否則，我願意接受有關語言的建議，這些建議將允許我基本上以這種方式重新解析或檢查代碼，並能夠如此精確地對其進行更改。 我可能在這里做夢，所以請告訴我是否也是這種情況。

Answer 1

只是添加一個朋友的建議-Apache Commons的BCEL看起來很棒：

http://commons.apache.org/bcel/manual.html

字節碼工程庫（Apache Commons BCEL™）旨在為用戶提供一種方便的方法來分析，創建和操作（二進制）Java類文件（以.class結尾的文件）。 類由對象表示，這些對象包含給定類的所有符號信息：特別是方法，字段和字節碼指令。 這樣的對象可以從現有文件中讀取，可以通過程序（例如，運行時的類加載器）進行轉換，然后再次寫入文件中。 一個更有趣的應用程序是在運行時從頭開始創建類。 如果您想了解Java虛擬機（JVM）和Java .class文件的格式，則字節碼工程庫（BCEL）也可能很有用。

Answer 2

您正在尋找允許您進行字節碼操作的軟件，有幾種框架可以實現此目的，但是目前最著名的兩個是：

• ASM
• javassist

在Java類中在運行時執行字節碼修改時，請記住以下幾點：

• 如果在類加載器加載類后更改類的字節碼，則必須找到一種方法來重新加載其類定義（通過類加載技巧或使用熱交換功能）

• 如果更改類接口（例如添加新方法或字段），則只能通過反射來訪問它們。

Answer 3

可以公平地說，Java並不是出於這個目的而設計的，但是您可以潛在地做到這一點。 如何以及何時取決於練習的最終目的。 有兩個選擇：

• 在源代碼級別，可以使用Java Compiler API將任意代碼編譯成類文件（然后可以加載）。

• 在字節碼級別，您可以編寫一個安裝ClassFileTransformer的代理，以在加載類時“動態”更改類。 在實踐中，如果這樣做，您可能還可以利用BCEL（字節碼工程庫）之類的庫來簡化類的操作。

Answer 4

你的意思是這樣嗎？

String script1 = "println(\"OK!\");";
eval( script1 );
script1 += "println(\"... well, maybe NOT OK after all\");";
eval( script2 );

輸出：

OK!
OK!
... well, maybe NOT OK after all

...使用Java腳本擴展。 Groovy之類的事情可能會讓您做自己想做的事情。 我已經編寫了一個腳本擴展，可以自己幾乎無縫地通過反射與Java集成。 如果您對詳細信息感興趣，請與我聯系。

Answer 5

您想研究程序轉換系統（PTS） ，它提供了用於在源代碼級別解析和轉換語言的常規工具。 PTS提供了重寫規則，實際上使用目標語言的表面語法說：“如果看到此模式，則用該模式替換”。 這是使用完整的解析器完成的，因此重寫規則實際上是根據語言語法而不是文本執行的； 與基於正則表達式的工具不同，此類重寫規則顯然不會嘗試在注釋中修改類似代碼的文本。

我們的DMS軟件再造工具包就是其中之一。 它不僅提供常規的解析，AST構建和prettyprinting（再現帶有注釋的可編譯源代碼），而且還支持符號表以及控制和數據流分析。 幾乎所有有趣的轉換都需要這些。 DMS還具有各種Java語言以及許多其他語言的前端。

存在字節碼轉換器是因為它們易於構建。 “解析”字節碼非常容易。 當然，您不能使用字節碼轉換器進行永久的源更改，因此它的用途要少得多。