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26 - ASM之Label实现try-catch语句

26 - ASM之Label实现try-catch语句

作者: 舍是境界 | 来源:发表于2022-02-05 07:39 被阅读0次

    预期目标

    public class HelloWorld {
        public void test() {
            try {
                System.out.println("Before Sleep");
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println("After Sleep");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    

    编码实现

    import lsieun.utils.FileUtils;
    import org.objectweb.asm.ClassWriter;
    import org.objectweb.asm.Label;
    import org.objectweb.asm.MethodVisitor;
    
    import static org.objectweb.asm.Opcodes.*;
    
    public class HelloWorldGenerateCore {
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            String relative_path = "sample/HelloWorld.class";
            String filepath = FileUtils.getFilePath(relative_path);
    
            // (1) 生成byte[]内容
            byte[] bytes = dump();
    
            // (2) 保存byte[]到文件
            FileUtils.writeBytes(filepath, bytes);
        }
    
        public static byte[] dump() throws Exception {
            // (1) 创建ClassWriter对象
            ClassWriter cw = new ClassWriter(ClassWriter.COMPUTE_FRAMES);
    
            // (2) 调用visitXxx()方法
            cw.visit(V1_8, ACC_PUBLIC + ACC_SUPER, "sample/HelloWorld",
                    null, "java/lang/Object", null);
    
            {
                MethodVisitor mv1 = cw.visitMethod(ACC_PUBLIC, "<init>", "()V", null, null);
                mv1.visitCode();
                mv1.visitVarInsn(ALOAD, 0);
                mv1.visitMethodInsn(INVOKESPECIAL, "java/lang/Object", "<init>", "()V", false);
                mv1.visitInsn(RETURN);
                mv1.visitMaxs(0, 0);
                mv1.visitEnd();
            }
    
            {
                MethodVisitor mv2 = cw.visitMethod(ACC_PUBLIC, "test", "()V", null, null);
                Label startLabel = new Label();
                Label endLabel = new Label();
                Label handlerLabel = new Label();
                Label returnLabel = new Label();
    
                // 第1段
                mv2.visitCode();
                // visitTryCatchBlock可以在这里访问
                mv2.visitTryCatchBlock(startLabel, endLabel, handlerLabel, "java/lang/InterruptedException");
    
                // 第2段
                mv2.visitLabel(startLabel);
                mv2.visitFieldInsn(GETSTATIC, "java/lang/System", "out", "Ljava/io/PrintStream;");
                mv2.visitLdcInsn("Before Sleep");
                mv2.visitMethodInsn(INVOKEVIRTUAL, "java/io/PrintStream", "println", "(Ljava/lang/String;)V", false);
                mv2.visitLdcInsn(new Long(1000L));
                mv2.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "java/lang/Thread", "sleep", "(J)V", false);
                mv2.visitFieldInsn(GETSTATIC, "java/lang/System", "out", "Ljava/io/PrintStream;");
                mv2.visitLdcInsn("After Sleep");
                mv2.visitMethodInsn(INVOKEVIRTUAL, "java/io/PrintStream", "println", "(Ljava/lang/String;)V", false);
    
                // 第3段
                mv2.visitLabel(endLabel);
                mv2.visitJumpInsn(GOTO, returnLabel);
    
                // 第4段
                mv2.visitLabel(handlerLabel);
                mv2.visitVarInsn(ASTORE, 1);
                mv2.visitVarInsn(ALOAD, 1);
                mv2.visitMethodInsn(INVOKEVIRTUAL, "java/lang/InterruptedException", "printStackTrace", "()V", false);
    
                // 第5段
                mv2.visitLabel(returnLabel);
                mv2.visitInsn(RETURN);
    
                // 第6段
                // visitTryCatchBlock也可以在这里访问
                // mv2.visitTryCatchBlock(startLabel, endLabel, handlerLabel, "java/lang/InterruptedException");
                mv2.visitMaxs(0, 0);
                mv2.visitEnd();
            }
    
            cw.visitEnd();
    
            // (3) 调用toByteArray()方法
            return cw.toByteArray();
        }
    }
    

    验证结果

    import java.lang.reflect.Method;
    
    public class HelloWorldRun {
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            Class<?> clazz = Class.forName("sample.HelloWorld");
            Object obj = clazz.newInstance();
    
            Method method = clazz.getDeclaredMethod("test");
            method.invoke(obj);
        }
    }
    

    扩展

    有一个问题,visitTryCatchBlock()方法为什么可以在后边的位置调用呢?这与Code属性的结构有关系:

    Code_attribute {
        u2 attribute_name_index;
        u4 attribute_length;
        u2 max_stack;
        u2 max_locals;
        u4 code_length;
        u1 code[code_length];
        u2 exception_table_length;
        {   u2 start_pc;
            u2 end_pc;
            u2 handler_pc;
            u2 catch_type;
        } exception_table[exception_table_length];
        u2 attributes_count;
        attribute_info attributes[attributes_count];
    }
    

    因为instruction的内容(对应于visitXxxInsn()方法的调用)存储于Code结构当中的code[]内,而try-catch的内容(对应于visitTryCatchBlock()方法的调用),存储在Code结构当中的exception_table[]内,所以visitTryCatchBlock()方法的调用时机,可以早一点,也可以晚一点,只要整体上遵循MethodVisitor类对就于visitXxx()方法调用的顺序要求就可以了。

    |                |          |     instruction     |
    |                |  label1  |     instruction     |
    |                |          |     instruction     |
    |    try-catch   |  label2  |     instruction     |
    |                |          |     instruction     |
    |                |  label3  |     instruction     |
    |                |          |     instruction     |
    |                |  label4  |     instruction     |
    |                |          |     instruction     |
    

    小结

    本文我们学习了,如何通过Label类来实现try-catch语句,希望对你能有所帮助。

    • Label类的主要作用是实现程序代码的跳转,例如,if语句、switch语句、for语句和try-catch语句。
    • 在生成try-catch语句时,visitTryCatchBlock()方法的调用时机,可以早一点,也可以晚一点,只要整体上遵循MethodVisitor类对就于visitXxx()方法调用的顺序就可以了。

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