面试题：Java反射与字节码操作结合的应用场景及实现

实际应用场景：AOP（面向切面编程）

在企业级开发中，AOP 是一种常用的编程范式，用于将横切关注点（如日志记录、事务管理、权限验证等）从业务逻辑中分离出来。通过反射与字节码操作的结合，可以在运行时动态地为目标类添加这些横切逻辑，而无需修改目标类的源代码。

利用反射获取类信息

假设我们有一个简单的Java类 UserService：

public class UserService {
    public void sayHello() {
        System.out.println("Hello!");
    }
}

使用反射获取类信息的代码如下：

import java.lang.reflect.Method;

public class ReflectionExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 获取类对象
            Class<?> userServiceClass = Class.forName("UserService");
            // 获取类的所有方法
            Method[] methods = userServiceClass.getDeclaredMethods();
            for (Method method : methods) {
                System.out.println("Method: " + method.getName());
            }
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在上述代码中，通过 Class.forName("UserService") 获取 UserService 的类对象，然后使用 getDeclaredMethods() 方法获取类中声明的所有方法。

通过字节码操作（以 Javassist 为例）对类进行增强

首先需要添加 Javassist 的依赖到项目的 pom.xml 中：

<dependency>
    <groupId>org.javassist</groupId>
    <artifactId>javassist</artifactId>
    <version>3.28.0-GA</version>
</dependency>

下面是使用 Javassist 为 UserService 类动态添加新方法并修改已有方法逻辑的示例代码：

import javassist.*;

public class BytecodeEnhancementExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 获取类池
            ClassPool classPool = ClassPool.getDefault();
            // 获取类
            CtClass ctClass = classPool.get("UserService");
            // 添加新方法
            CtMethod newMethod = CtNewMethod.make("public void newMethod() { System.out.println(\"This is a new method.\"); }", ctClass);
            ctClass.addMethod(newMethod);
            // 修改已有方法逻辑
            CtMethod sayHelloMethod = ctClass.getDeclaredMethod("sayHello");
            sayHelloMethod.setBody("{ System.out.println(\"Before enhanced.\"); $_ = $proceed(); System.out.println(\"After enhanced.\"); }");
            // 生成新的类
            Class<?> enhancedClass = ctClass.toClass();
            // 创建实例并调用方法
            Object instance = enhancedClass.newInstance();
            Method newMethodRef = enhancedClass.getDeclaredMethod("newMethod");
            newMethodRef.invoke(instance);
            Method sayHelloMethodRef = enhancedClass.getDeclaredMethod("sayHello");
            sayHelloMethodRef.invoke(instance);
        } catch (NotFoundException | CannotCompileException | IllegalAccessException | InstantiationException | NoSuchMethodException | java.lang.reflect.InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在上述代码中，通过 Javassist 的 ClassPool 获取 UserService 类的 CtClass 对象。然后使用 CtNewMethod.make 方法创建一个新方法并添加到类中。对于已有方法 sayHello，通过 setBody 方法修改其逻辑，在原逻辑前后添加打印语句。最后通过 toClass 方法生成新的类，并通过反射创建实例调用新添加的方法和修改后的方法。

面试题：Java反射与字节码操作结合的应用场景及实现

知识考点

面试题答案

实际应用场景：AOP（面向切面编程）

利用反射获取类信息

通过字节码操作（以 Javassist 为例）对类进行增强