Java通过字节码工具ASM实现类的动态增强

<dependency>
    <groupId>org.ow2.asm</groupId>
    <artifactId>asm</artifactId>
    <version>9.5</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.ow2.asm</groupId>
    <artifactId>asm-commons</artifactId>
    <version>9.5</version>
</dependency>

// 从字节数组读取
public ClassReader(byte[] classFile)
// 从输入流读取
 public ClassReader(InputStream is) throws IOException
// 从类名读取（通过类加载器）
public ClassReader(String className) throws IOException

ClassReader classReader = new ClassReader(inputStream);
// 绑定自定义ClassVisitor
classReader.accept(customClassVisitor, ClassReader.SKIP_DEBUG | ClassReader.SKIP_FRAMES);

// 访问类头信息（包含类修饰符、类名、父类名、接口名、签名等）
void visit(int version, int access, String name, String signature, String superName, String[] interfaces);

// 访问类的字段信息（包含修饰符、字段名、类型、签名、初始值等）
FieldVisitor visitField(int access, String name, String descriptor, String signature, Object value);

// 访问类的方法信息（包含修饰符、方法名、方法描述符、签名、异常等）
MethodVisitor visitMethod(int access, String name, String descriptor, String signature, String[] exceptions);

// 类信息访问结束时触发
void visitEnd();

public MethodVisitor visitMethod(int access, String name, String descriptor, String signature, String[] exceptions) {
    return this.cv != null ? this.cv.visitMethod(access, name, descriptor, signature, exceptions) : null;
}

public FieldVisitor visitField(int access, String name, String descriptor, String signature, Object value) {
    return this.cv != null ? this.cv.visitField(access, name, descriptor, signature, value) : null;
}

// flags：生成选项，常用COMPUTE_FRAMES（自动计算栈帧，避免手动维护）
public ClassWriter(int flags)
// 高效模式：复用ClassReader的常量池，减少内存占用
public ClassWriter(ClassReader cr, int flags)

byte[] modifiedClassBytes = classWriter.toByteArray(); // 生成可加载的.class字节码

public class User {
    private String name;
    private int age;

    public User(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    // 省略name和age的getter/setter
}

// 自定义ClassVisitor：负责添加字段和访问器方法
class AddFieldClassVisitor extends ClassVisitor {
    private String className; // 记录当前类的全限定名（如com/example/User）

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

    // 访问类头时记录类名
    @Override
    public void visit(int version, int access, String name, String signature, String superName, String[] interfaces) {
        super.visit(version, access, name, signature, superName, interfaces);
        this.className = name; // 保存类名，后续生成方法时需用到
    }

    // 类解析结束时，添加新字段和方法
    @Override
    public void visitEnd() {
        // 1. 添加private String address字段
        FieldVisitor addressField = cv.visitField(
                Opcodes.ACC_PRIVATE, // 访问修饰符：private
                "address",           // 字段名
                "Ljava/lang/String;",// 类型描述符：String对应Ljava/lang/String;
                null,                // 泛型签名（非泛型字段为null）
                null                 // 初始值（无初始值为null）
        );
        addressField.visitEnd(); // 字段定义结束

        // 2. 添加getAddress()方法：public String getAddress() { return address; }
        MethodVisitor getMethod = cv.visitMethod(
                Opcodes.ACC_PUBLIC,    // 访问修饰符：public
                "getAddress",          // 方法名
                "()Ljava/lang/String;",// 方法描述符：无参数，返回String
                null,                  // 泛型签名
                null                   // 抛出的异常（无异常为null）
        );
        getMethod.visitCode(); // 开始生成方法体
        // 加载this（局部变量表索引0）到操作数栈
        getMethod.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 0);
        // 读取this.address字段到操作数栈
        getMethod.visitFieldInsn(Opcodes.GETFIELD, className, "address", "Ljava/lang/String;");
        // 返回String类型（操作数栈顶为address的值）
        getMethod.visitInsn(Opcodes.ARETURN);
        // 设置操作数栈最大深度和局部变量表大小（自动计算时可省略，此处显式指定）
        getMethod.visitMaxs(1, 1);
        getMethod.visitEnd(); // 方法定义结束

        // 3. 添加setAddress()方法：public void setAddress(String address) { this.address = address; }
        MethodVisitor setMethod = cv.visitMethod(
                Opcodes.ACC_PUBLIC,
                "setAddress",
                "(Ljava/lang/String;)V", // 方法描述符：参数为String，返回void
                null,
                null
        );

        setMethod.visitCode();
        setMethod.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 0); // 加载this（索引0）
        setMethod.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 1); // 加载参数address（索引1）
        // 将参数值赋值给this.address
        setMethod.visitFieldInsn(Opcodes.PUTFIELD, className, "address", "Ljava/lang/String;");
        setMethod.visitInsn(Opcodes.RETURN); // 无返回值

        // 指定局部变量（参数）的名称为address
        // 参数说明：name（变量名）、desc（类型描述符）、signature（泛型签名）、start（作用域开始）、end（作用域结束）、index（局部变量表索引）
        setMethod.visitLocalVariable(
                "address",                // 参数名：address
                "Ljava/lang/String;",     // 类型描述符
                null,
                new Label(),              // 作用域开始（这里简化用空Label，实际需对应方法体的Label）
                new Label(),              // 作用域结束
                1                         // 参数在局部变量表的索引（this是0，第一个参数是1）
        );
        setMethod.visitMaxs(2, 2);
        setMethod.visitEnd();

        super.visitEnd(); // 确保父类逻辑执行
    }
}

public class ASMFieldDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1. 读取原始User类的字节码（从类路径加载）
        ClassReader classReader = new ClassReader("com.shijie.model.User");

        // 2. 创建ClassWriter，复用原始类的常量池并自动计算栈帧
        ClassWriter classWriter = new ClassWriter(classReader, ClassWriter.COMPUTE_FRAMES);

        // 3. 绑定自定义ClassVisitor（形成处理链：ClassReader → AddFieldClassVisitor → ClassWriter）
        AddFieldClassVisitor visitor = new AddFieldClassVisitor(classWriter);

        // 4. 开始解析并修改字节码（跳过调试信息以提高效率）
        classReader.accept(visitor, ClassReader.SKIP_DEBUG);

        // 5. 获取修改后的字节数组
        byte[] modifiedClassBytes = classWriter.toByteArray();

        // 6. 将新字节码写入文件（覆盖原类或输出到新路径）
        File outputFile = new File("target/classes/com/shijie/model/User.class");
        try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream(outputFile)) {
            fos.write(modifiedClassBytes);
        }

        System.out.println("字段与访问器方法添加成功！");
    }
}