Java ASM系列：（006）ClassVisitor介绍

本文主要是介绍Java ASM系列：（006）ClassVisitor介绍，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

本文属于[Java ASM系列一：Core API](https://blog.51cto.com/lsieun/2924583)当中的一篇。 在ASM Core API中，最重要的三个类就是`Cla***eader`、`ClassVisitor`和`ClassWriter`类。在进行Class Generation操作的时候，`ClassVisitor`和`ClassWriter`这两个类起着重要作用，而并不需要`Cla***eader`类的参与。在本文当中，我们将对`ClassVisitor`类进行介绍。  ## 1. ClassVisitor类 ### 1.1 class info 第一个部分，`ClassVisitor`是一个抽象类。 由于`ClassVisitor类`是一个`abstract`类，所以不能直接使用`new`关键字创建`ClassVisitor`对象。 ```java public abstract class ClassVisitor { } ``` 同时，由于`ClassVisitor`类是一个`abstract`类，要想使用它，就必须有具体的子类来继承它。比较常见的`ClassVisitor`子类有`ClassWriter`类（Core API）和`ClassNode`类（Tree API）。 ```java public class ClassWriter extends ClassVisitor { } ``` ```java public class ClassNode extends ClassVisitor { } ``` 三个类的关系如下： - `org.objectweb.asm.ClassVisitor` - `org.objectweb.asm.ClassWriter` - `org.objectweb.asm.tree.ClassNode` ### 1.2 fields 第二个部分，`ClassVisitor`类定义的字段有哪些。 ```java public abstract class ClassVisitor { protected final int api; protected ClassVisitor cv; } ``` - `api`字段：它是一个`int`类型的数据，指出了当前使用的ASM API版本，其取值有`Opcodes.ASM4`、`Opcodes.ASM5`、`Opcodes.ASM6`、`Opcodes.ASM7`、`Opcodes.ASM8`和`Opcodes.ASM9`。我们使用的ASM版本是9.0，因此我们在给`api`字段赋值的时候，选择`Opcodes.ASM9`就可以了。 - `cv`字段：它是一个`ClassVisitor`类型的数据，它的作用是将多个`ClassVisitor`串连起来。  ### 1.3 constructors 第三个部分，`ClassVisitor`类定义的构造方法有哪些。 ```java public abstract class ClassVisitor { public ClassVisitor(final int api) { this(api, null); } public ClassVisitor(final int api, final ClassVisitor classVisitor) { this.api = api; this.cv = classVisitor; } } ``` ### 1.4 methods 第四个部分，`ClassVisitor`类定义的方法有哪些。在ASM当中，使用到了Visitor Pattern（访问者模式），所以`ClassVisitor`当中许多的`visitXxx()`方法。 虽然，在`ClassVisitor`类当中，有许多`visitXxx()`方法，但是，我们只需要关注这4个方法：`visit()`、`visitField()`、`visitMethod()`和`visitEnd()`。为什么只关注这4个方法呢？因为这4个方法是`ClassVisitor`类的精髓或骨架，认识了这4个方法，其它的`visitXxx()`都容易扩展；同时，我们将`visitXxx()`方法缩小为4个，也能减少我们在学习ASM过程中的认知负担。 ```java public abstract class ClassVisitor { public void visit( final int version, final int access, final String name, final String signature, final String superName, final String[] interfaces); public FieldVisitor visitField( // 访问字段 final int access, final String name, final String descriptor, final String signature, final Object value); public MethodVisitor visitMethod( // 访问方法 final int access, final String name, final String descriptor, final String signature, final String[] exceptions); public void visitEnd(); // ...... } ``` 在`ClassVisitor`的`visit()`方法、`visitField()`方法和`visitMethod()`方法中都带有`signature`参数。这个`signature`参数“泛型”密切相关；换句话说，如果处理的是一个带有泛型信息的类、字段或方法，那么就需要给`signature`参数提供一定的值；如果处理的类、字段或方法不带有“泛型”信息，那么将`signature`参数设置为`null`就可以了。在本次课程当中，我们不去考虑“泛型”相关的内容，所以我们都将`signature`参数设置成`null`值。 如果大家对`signature`参数感兴趣，我们可以使用之前介绍的`ASMPrint`类去打印一下某个泛型类的ASM代码。例如，`java.lang.Comparable`是一个泛型接口，我们就可以使用`ASMPrint`类来打印一下它的ASM代码，从来查看`signature`参数的值是什么。 ## 2. 方法的调用顺序 在`ClassVisitor`类当中，定义了多个`visitXxx()`方法。这些`visitXxx()`方法，遵循一定的调用顺序。这个调用顺序，是参考自`ClassVisitor`类的API文档。 ```text visit [visitSource][visitModule][visitNestHost][visitPermittedSubclass][visitOuterClass] ( visitAnnotation | visitTypeAnnotation | visitAttribute )* ( visitNestMember | visitInnerClass | visitRecordComponent | visitField | visitMethod )* visitEnd ``` 其中，涉及到一些符号，它们的含义如下： - `[]`: 表示最多调用一次，可以不调用，但最多调用一次。 - `()`和`|`: 表示在多个方法之间，可以选择任意一个，并且多个方法之间不分前后顺序。 - `*`: 表示方法可以调用0次或多次。 在本次课程当中，我们只关注`ClassVisitor`类当中的`visit()`方法、`visitField()`方法、`visitMethod()`方法和`visitEnd()`方法这4个方法，所以上面的方法调用顺序可以简化如下： ```text visit ( visitField | visitMethod )* visitEnd ``` 也就是说，先调用`visit()`方法，接着调用`visitField()`方法或`visitMethod()`方法，最后调用`visitEnd()`方法。 ## 3. visitXxx()方法与ClassFile `ClassVisitor`的`visitXxx()`方法与`ClassFile`之间存在对应关系。在`ClassVisitor`中定义的`visitXxx()`方法，并不是凭空产生的，这些方法存在的目的就是为了生成一个合法的`.class`文件，而这个`.class`文件要符合ClassFile的结构，所以这些`visitXxx()`方法与ClassFile的结构密切相关。 ### 3.1 visit()方法 ```java public void visit( final int version, final int access, final String name, final String signature, final String superName, final String[] interfaces); ``` ```text ClassFile { u4 magic; u2 minor_version; u2 major_version; u2 constant_pool_count; cp_info constant_pool[constant_pool_count-1]; u2 access_flags; u2 this_class; u2 super_class; u2 interfaces_count; u2 interfaces[interfaces_count]; u2 fields_count; field_info fields[fields_count]; u2 methods_count; method_info methods[methods_count]; u2 attributes_count; attribute_info attributes[attributes_count]; } ```  ### 3.2 visitField()方法 ```java public FieldVisitor visitField( // 访问字段 final int access, final String name, final String descriptor, final String signature, final Object value); ``` ```text field_info { u2 access_flags; u2 name_index; u2 descriptor_index; u2 attributes_count; attribute_info attributes[attributes_count]; } ```  ### 3.3 visitMethod()方法 ```java public MethodVisitor visitMethod( // 访问方法 final int access, final String name, final String descriptor, final String signature, final String[] exceptions); ``` ```text method_info { u2 access_flags; u2 name_index; u2 descriptor_index; u2 attributes_count; attribute_info attributes[attributes_count]; } ```  ### 3.4 visitEnd()方法 `visitEnd()`方法，它是这些`visitXxx()`方法当中最后一个调用的方法。 为什么`visitEnd()`方法是“最后一个调用的方法”呢？是因为在`ClassVisitor`当中，定义了多个`visitXxx()`方法，这些个`visitXxx()`方法之间要遵循一个先后调用的顺序，而`visitEnd()`方法是最后才去调用的。等到`visitEnd()`方法调用之后，就表示说再也不去调用其它的`visitXxx()`方法了，所有的“工作”已经做完了，到了要结束的时候了。 ```java /* * Visits the end of the class. * This method, which is the last one to be called, * is used to inform the visitor that all the fields and methods of the class have been visited. */ public void visitEnd() { if (cv != null) { cv.visitEnd(); } } ``` ## 4. 总结 本文主要对`ClassVisitor`类进行介绍，内容总结如下： - 第一点，介绍了`ClassVisitor`类的不同部分。我们去了解这个类不同的部分，是为了能够熟悉`ClassVisitor`这个类。 - 第二点，在`ClassVisitor`类当中，定义了许多`visitXxx()`方法，这些方法的调用要遵循一定的顺序。 - 第三点，在`ClassVisitor`类当中，定义的`visitXxx()`方法中的参数与ClassFile结构密切相关。

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