java - 在运行时实现抽象方法？

Question

假设我有一个抽象类:

abstract class Foo extends Bar {

    public abstract int foo();

}

我想在运行时扩展以创建一个类对象。希望我可以有一个动态生成的类:

class FooImpl extends Foo {

    @Override
    public int foo() {
        return 5;
    }

}

这将由一个 Class 对象表示，然后我可以使用反射来创建它的新实例。关键是我想在运行时决定方法 foo() 的返回值。我的想法是使用 ASM 为类创建字节码，然后在 ClassLoader 对象上使用反射来定义类。

使用 ASM 然后在生成的字节上反射方法 ClassLoader#defineClass 是否是在运行时使用非硬编码值实现抽象方法的最佳方式？

如果是，我将如何去做。我的直觉是利用 ASMifierClassVisitor，但我不太确定这样做的确切方法。我知道，如果所有其他方法都失败了，我可以手动完成定义特定类所需的 JVM 指令，但我觉得一定有更简单的方法。

如果不是，最好的方法是什么？我将如何使用最好的方法？

编辑:我检查了所有答案，但我认为没有一个正是我要找的。我最终用 ASM 创建了一个小的实现。我想我应该把它贴在这里:

import org.objectweb.asm.*;

import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.HashMap;

/**
 * Created by IntelliJ IDEA.
 * User: Matt
 * Date: 9/17/11
 * Time: 12:42 PM
 */
public class OverrideClassAdapter extends ClassAdapter {

    private final HashMap<String, Object> code;
    private final String className;

    private final ClassWriter writer;

    private String superName;

    public OverrideClassAdapter(ClassWriter writer, String className, Queue<int[]> constructorCode, HashMap<String, Object> code) {
        super(writer);
        this.writer = writer;
        this.className = className;
        this.code = code;
    }

    @Override
    public void visit(int version, int access, String name, String signature, String superName, String[] interfaces) {
        this.superName = name;
        if((access & Opcodes.ACC_ABSTRACT) != 0)
            access &= ~Opcodes.ACC_ABSTRACT;
        if((access & Opcodes.ACC_INTERFACE) != 0)
            access &= ~Opcodes.ACC_INTERFACE;
        cv.visit(version, access, className, signature, name, null);
    }

    @Override
    public void visitSource(String source, String debug) {
    }

    @Override
    public MethodVisitor visitMethod(int access, String name, String desc, String signature, String[] exceptions) {
        boolean isAbstract = (access & Opcodes.ACC_ABSTRACT) != 0;
        if(isAbstract)
            access &= ~Opcodes.ACC_ABSTRACT;
        MethodWriter mw = (MethodWriter) cv.visitMethod(access, name, desc, signature, exceptions);
        Object value = code.get(name);
        if(isAbstract || value != null) {
            if(value instanceof BytecodeValue) {
                BytecodeValue returnableValue = (BytecodeValue) value;
                int[] byteCode = new int[returnableValue.getValueCode().length + 1];
                System.arraycopy(returnableValue.getValueCode(), 0, byteCode, 0, returnableValue.getValueCode().length);
                if(returnableValue.getValueCode().length > 1 && returnableValue.getValueCode()[1] == 0) {
                    byteCode[1] = writer.newConst(returnableValue.getValue());
                }
                byteCode[byteCode.length - 1] = returnableValue.getReturnCode();
                value = byteCode;
            }
            return new OverrideMethodAdapter(mw, (int[]) value);
        }
        return mw;
    }

    private class OverrideMethodAdapter extends MethodAdapter {

        private final int[] code;

        private final MethodWriter writer;

        public OverrideMethodAdapter(MethodWriter writer, int[] code) {
            super(writer);
            this.writer = writer;
            this.code = code;
        }

        @Override
        public void visitEnd() {
            try {
                Field code = MethodWriter.class.getDeclaredField("code");
                code.setAccessible(true);
                ByteVector bytes = new ByteVector();
                for(int b : this.code)
                    bytes.putByte(b);
                code.set(writer, bytes);
            } catch (Exception e) {
              e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static byte[] extendClassBytes(Class clazz, String className, HashMap<String, Object> methodImpls) throws IOException {
        ClassReader cr = new ClassReader(clazz.getName());
        ClassWriter cw = new ClassWriter(0);
        cr.accept(new OverrideClassAdapter(cw, className, methodImpls), ClassReader.SKIP_DEBUG);
        cr = new ClassReader(cw.toByteArray());
        cw = new ClassWriter(ClassWriter.COMPUTE_MAXS | ClassWriter.COMPUTE_FRAMES);
        cr.accept(cw, ClassReader.SKIP_DEBUG);
        //CheckClassAdapter.verify(new org.objectweb.asm.ClassReader(cw.toByteArray()), true, new PrintWriter(System.out));
        /*File file = new File(className + ".class");
        new FileOutputStream(file).write(cw.toByteArray());*/
        return cw.toByteArray();
    }


    public static Class extendClass(Class clazz, String className, HashMap<String, Object> methodImpls) throws IOException {
        return defineClass(extendClassBytes(clazz, className, methodImpls), className);
    }

    public static Class defineClass(byte[] code, String name) {
        try {
            Method method = ClassLoader.class.getDeclaredMethod("defineClass", String.class, byte[].class, int.class, int.class);
            method.setAccessible(true);
            return (Class) method.invoke(Thread.currentThread().getContextClassLoader(), name, code, 0, code.length);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
}

Answer 1

您可能想看看使用 CGLib .它可以做 Java 的动态代理可以做的事情，除了抽象类和接口(interface)之外，它还有一个类似于 java.lang.reflect.Proxy 的 API 来做这件事。无论如何，CGLib 在幕后使用 ASM，但通过使用 CGLib，您将不必直接制作字节码。

这是一个如何使用 CGLib 执行此操作的示例:

package cglibtest;

import java.lang.reflect.Method;

import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;

public class CGLibTest
{
    public static void main(String... args)
    {
        MyAbstract instance = (MyAbstract)Enhancer.create(MyAbstract.class, new MyInterceptor(42));
        System.out.println("Value from instance: " + instance.valueMethod());
    }

    public static class MyInterceptor implements MethodInterceptor
    {
        private final Object constantValue;

        public MyInterceptor(Object constantValue)
        {
            this.constantValue = constantValue;
        }

        @Override
        public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args,
                MethodProxy proxy) throws Throwable
        {
            if ("valueMethod".equals(method.getName()))
                return(constantValue);
            else
                return(null);
        }
    }

    public static abstract class MyAbstract
    {
        public abstract int valueMethod();
    }
}