Java 利用ASM读取变量值(Field value)问题研究

  最近在学习Spring源码的过程中，遇到了spring-asm工程的重新打包的问题，于是突然就想研究一下asm这个开源字节码操作工具。秉承我的一贯风格，想到啥就立马学啥。

 
    对于开源产品，我的一贯风格就是通过其官方提供的源码版本管理地址(svn/git等)，直接下载最新代码，构建Java工程，直接通过工程依赖的方式研究学习。（你说这样跟依赖jar包并且绑定源码比有啥好处？ 一般情况下差不多，最多就是，我可以随时更新代码，可以本地随意修改代码等等呵呵。个人喜好。）
ASM svn地址：
 
    废话不多说，进入正题。我当时想研究的主要问题，就是想尝试通过ASM读取到class文件中声明的变量及其值(其实ASM的主要功能应该是动态生成字节码)。其他东西，我认为是可以触类旁通的。所以，我简单阅读了一下其官方文档，发现其tree API还是非常简单易懂，好上手的。所以，立即动手，我先新建了一个待读取的类。叫ForReadClass，内容如下：

/** 
 * @author lihzh 
 * @date 2012-4-21 下午10:18:46 
 */ 
public class ForReadClass { 
 
    final int init = 110; 
    private final Integer intField = 120; 
    public final String stringField = "Public Final Strng Value"; 
    public static String commStr = "Common String value"; 
    String str = "Just a string value"; 
    final double d = 1.1; 
    final Double D = 1.2; 
     
    public ForReadClass() { 
    } 
     
    public void methodA() { 
        System.out.println(intField); 
    } 
} 

 
然后编写读取类如下：

/** 
* @param args 
* @author lihzh 
* @date 2012-4-21 下午10:17:22 
*/ 
ublic static void main(String[] args) { 
try { 
    ClassReader reader = new ClassReader("cn.home.practice.bean.ForReadClass"); 
    ClassNode cn = new ClassNode(); 
    reader.accept(cn, 0); 
    System.out.println(cn.name); 
    List<FieldNode> fieldList = cn.fields; 
    for (FieldNode fieldNode : fieldList) { 
        System.out.println("Field name: " + fieldNode.name); 
        System.out.println("Field desc: " + fieldNode.desc); 
        System.out.println("Filed value: " + fieldNode.value); 
        System.out.println("Filed access: " + fieldNode.access); 
            } 
} catch (IOException e) { 
    e.printStackTrace(); 
} 

 

代码很简单，并且语义也很清晰。Tree API，顾名思义是根据Class的结构，一层层读取其中的信息。但是，当我打印出值的时候，结果却让我大跌眼镜。所有vlaue都是 null。（注：第一次读取的时候ForReadClass中，只有三个变量，并且既不是final也不是基本数据类型）。
查看接口说明，发现其是从常量池中读取的值，并且要求filed类型必须是Integer/Double/....的。于是我又构造了几个final的和基本数据类型，如上所示。这次终于有值了。有值的都是final并且是基本数据类型的（String类型的必须是String s = "str"方式声明的，如果是new String("str")的也读取不到）。
 
看似问题解决了一个，但是接下来的问题就是，那些非final和非基本数据类型的变量的值该如何获取呢？这个问题着实困扰了许久，google了一大顿（ps：还是翻墙的google）也没找到答案，网上用ASM的多是用其生成字节码。不死心我的决定自己研究。在网上的一片博客中，我注意到一个样例，给出的是用MethodVisitor来改变一个变量的值。于是，我立即把目光从FieldNode转移到MethodNode之上。通过观察变异后class字节码，几番周折，有了如下代码：

/** 
     * @param args 
     * @author lihzh 
     * @date 2012-4-21 下午10:17:22 
     */ 
    public static void main(String[] args) { 
        try { 
            ClassReader reader = new ClassReader( 
                    "cn.home.practice.bean.ForReadClass"); 
            ClassNode cn = new ClassNode(); 
            reader.accept(cn, 0); 
            List<MethodNode> methodList = cn.methods; 
            for (MethodNode md : methodList) { 
                System.out.println(md.name); 
                System.out.println(md.access); 
                System.out.println(md.desc); 
                System.out.println(md.signature); 
                List<LocalVariableNode> lvNodeList = md.localVariables; 
                for (LocalVariableNode lvn : lvNodeList) { 
                    System.out.println("Local name: " + lvn.name); 
                    System.out.println("Local name: " + lvn.start.getLabel()); 
                    System.out.println("Local name: " + lvn.desc); 
                    System.out.println("Local name: " + lvn.signature); 
                } 
                Iterator<AbstractInsnNode> instraIter = md.instructions.iterator(); 
                while (instraIter.hasNext()) { 
                    AbstractInsnNode abi = instraIter.next(); 
                    if (abi instanceof LdcInsnNode) { 
                        LdcInsnNode ldcI = (LdcInsnNode) abi; 
                        System.out.println("LDC node value: " + ldcI.cst); 
                    } 
                } 
            } 
            MethodVisitor mv = cn.visitMethod(Opcodes.AALOAD, "<init>", Type 
                    .getType(String.class).toString(), null, null); 
            mv.visitFieldInsn(Opcodes.GETFIELD, Type.getInternalName(String.class), "str", Type 
                    .getType(String.class).toString()); 
            System.out.println(cn.name); 
            List<FieldNode> fieldList = cn.fields; 
            for (FieldNode fieldNode : fieldList) { 
                System.out.println("Field name: " + fieldNode.name); 
                System.out.println("Field desc: " + fieldNode.desc); 
                System.out.println("Filed value: " + fieldNode.value); 
                System.out.println("Filed access: " + fieldNode.access); 
                if (fieldNode.visibleAnnotations != null) { 
                    for (AnnotationNode anNode : fieldNode.visibleAnnotations) { 
                        System.out.println(anNode.desc); 
                    } 
                } 
            } 
        } catch (IOException e) { 
            e.printStackTrace(); 
        } catch (SecurityException e) { 
            e.printStackTrace(); 
        } catch (IllegalArgumentException e) { 
            e.printStackTrace(); 
        } 
    } 

从AbstractInsnNode中，我终于取到了其他变量的值。
 
总结：之所以大费周章，主要还是因为我对Class字节码的不熟悉，网上之所以少有我遇到的问题，我想一方面是由于，我的使用场景与大多数人不同，另一方面可能是由于使用ASM的人大多对字节码还算了解，不会犯我这样的错误。：）