面试题：Java字节码增强的常见场景

字节码增强技术常用于以下场景：

AOP（面向切面编程）：实现日志记录、事务管理、权限控制等横切关注点。例如在业务方法执行前后记录日志，统计方法执行时间等。
性能监控：在方法调用前后添加性能监控代码，统计方法的调用次数、执行时间等，以便分析系统性能瓶颈。
动态代理：创建代理对象，在不改变目标对象代码的情况下，为目标对象添加额外功能。如在远程方法调用中实现客户端代理。
热部署：在应用运行时动态加载新的类或修改已加载类的行为，无需重启应用。

通过字节码增强实现方法调用前后打印日志示例（以 ASM 库为例）：

引入依赖：在 pom.xml 中添加 ASM 依赖：

<dependency>
    <groupId>org.ow2.asm</groupId>
    <artifactId>asm</artifactId>
    <version>9.4</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.ow2.asm</groupId>
    <artifactId>asm-commons</artifactId>
    <version>9.4</version>
</dependency>

创建字节码增强类：

import org.objectweb.asm.ClassVisitor;
import org.objectweb.asm.MethodVisitor;
import org.objectweb.asm.Opcodes;

public class LoggingClassVisitor extends ClassVisitor {

    public LoggingClassVisitor(ClassVisitor cv) {
        super(Opcodes.ASM9, cv);
    }

    @Override
    public MethodVisitor visitMethod(int access, String name, String descriptor, String signature, String[] exceptions) {
        MethodVisitor mv = cv.visitMethod(access, name, descriptor, signature, exceptions);
        if (mv != null) {
            mv = new LoggingMethodVisitor(mv, access, name, descriptor);
        }
        return mv;
    }
}

class LoggingMethodVisitor extends MethodVisitor {

    private final String methodName;

    public LoggingMethodVisitor(MethodVisitor mv, int access, String name, String descriptor) {
        super(Opcodes.ASM9, mv);
        this.methodName = name;
    }

    @Override
    public void visitCode() {
        super.visitCode();
        mv.visitFieldInsn(Opcodes.GETSTATIC, "java/lang/System", "out", "Ljava/io/PrintStream;");
        mv.visitLdcInsn("Entering method: " + methodName);
        mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKEVIRTUAL, "java/io/PrintStream", "println", "(Ljava/lang/String;)V", false);
    }

    @Override
    public void visitInsn(int opcode) {
        if ((opcode >= Opcodes.IRETURN && opcode <= Opcodes.RETURN) || opcode == Opcodes.ATHROW) {
            mv.visitFieldInsn(Opcodes.GETSTATIC, "java/lang/System", "out", "Ljava/io/PrintStream;");
            mv.visitLdcInsn("Exiting method: " + methodName);
            mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKEVIRTUAL, "java/io/PrintStream", "println", "(Ljava/lang/String;)V", false);
        }
        super.visitInsn(opcode);
    }
}

使用字节码增强：

import org.objectweb.asm.ClassReader;
import org.objectweb.asm.ClassWriter;

import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class BytecodeEnhancer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        String className = "com.example.MyClass";
        ClassReader cr = new ClassReader(className);
        ClassWriter cw = new ClassWriter(cr, ClassWriter.COMPUTE_MAXS);
        ClassVisitor cv = new LoggingClassVisitor(cw);
        cr.accept(cv, 0);
        byte[] bytecode = cw.toByteArray();

        File file = new File("target/classes/" + className.replace('.', '/') + ".class");
        file.getParentFile().mkdirs();
        try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file)) {
            fos.write(bytecode);
        }
    }
}

上述代码通过 ASM 库实现了在指定类的方法调用前后打印日志。LoggingClassVisitor 类用于遍历类的方法，并为每个方法创建 LoggingMethodVisitor。LoggingMethodVisitor 在方法开始处插入打印进入方法的日志代码，在方法返回或抛出异常前插入打印退出方法的日志代码。最后通过 BytecodeEnhancer 类读取并增强指定类的字节码，并将增强后的字节码写入文件。实际应用中，还可以结合类加载器等技术动态加载增强后的类。

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面试题：Java字节码增强的常见场景

知识考点

面试题答案

字节码增强技术常用于以下场景：

通过字节码增强实现方法调用前后打印日志示例（以 ASM 库为例）：