看ASM在代码中的强势插入

前言

我之前写过一篇AOP的文章看AspectJ在Android中的强势插入是通过AspectJ来实现的，本篇是『巴掌』的投稿，他通过使用ASM来讲解了在Java和Android中的AOP方法，非常值得大家学习交流~

demo地址：https://github.com/JeasonWong/CostTime

需求

实际业务开发中有很多需要不改变原业务代码，而需额外增加一些包括各种统计的需求，如APM、无数据埋点等，也就是耳熟能详的AOP，本文以统计方法耗时为例，不使用Aspectj，采用原生态的方式进行实践。

使用者所需要做的就是对所需要统计耗时的方法头部加指定注解@Cost就可以使用了。

目标

不影响现有逻辑
需要统计耗时的方法头部加上注解
支持混淆

方案

方案分两部分，一部分针对JVM，一部分针对Android平台。

JVM

自定义注解
使用ASM增加字节码
反射实例化
使用Instrumentation构建代理

Android

gradle plugin 自定义Transform Api

实践

先让我们的方案能在JVM上运行起来。

自定义注解

我们先只对方法进行耗时统计，因此Target设为Method。

使用ASM增加字节码

首先自定义一个ClassVisitor，然后重载visitMethod方法，这样我们便可以遍历所有类文件的方法了，然后利用AdviceAdapter类来重新实例化一个MethodVisitor，并且重载它的visitAnnotation、onMethodEnter、onMethodExit方法，其中含义就如方法名一样简单明了。

然后我们通过visitAnnotation方法来判断当前方法注解是否为我们自定义的注解，如果是指定注解，则插入代码，具体插入代码的内容我们接下来再讲，自定义ClassVisitor的代码如下：

再写ASM插入代码前，我们必须意识到一件事，那就是得知道我们会在onMethodEnter中存一个方法开始时间，再在onMethodExit中存一个方法结束时间，再去相减，那么问题来了，这个时间我们存哪呢？肯定不能是局部变量，因为两个方法间并不会共享局部变量，那么本文是将变量存为静态，方便不同方法间调用，具体可见TimeCache.java，代码比较简单，不多加介绍：

然后便是插入时间统计代码了，我在之前的一篇文章就有介绍过手摸手增加字节码往方法体内插代码（http://www.wangyuwei.me/2017/01/22/手摸手增加字节码往方法体内插代码/），我们可以借助一个intelliJ plugin —

ASM Bytecode Outline来方便我们写ASM代码，先把原java代码写好：

然后利用插件，生成对应ASM代码，删除掉无用信息后，可得到：

那么我们将这部分ASM代码填充到刚刚遗留下来的CostClassVisitor.java里便可。

这样一来，我们的ASM工作已经结束，接下来就是来让插入的方法运行起来。

反射实例化

先来一种简单的方案，就是将我们插入代码后二进制流手动生成.class文件并利用反射实例化它。

首先来看看插入前的代码：

我给newFunc2方法增加了@Cost注解，但没给newFunc1方法增加，然后开始用ASM提供的类生成插入代码后的二进制流：

然后run一下，可以得到：

只对newFunc2做了方法耗时统计。

使用Instrumentation构建代理

Instrumentation是Java5提供的新特性，关于详细介绍，可以查看这篇文章：Java 5 特性 Instrumentation 实践（https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-instrumentation/），简单点说就是我们得在JVM执行main函数前动点手脚，自己实现一个代理，在得到虚拟机载入的正常的类的字节码后通过ASM提供的类生成一个插入代码后的字节流再丢给虚拟机，自定义的代理得实现ClassFileTransformer，并且提供premain()方法，写有premain方法的类得在MANIFEST.MF中显示调用，首先来看看我们自定义的代理类：