本篇文章介绍Javassist之一秒理解java动态编程
概述
什么是动态编程？动态编程解决什么问题？Java中如何使用？什么原理？如何改进？（需要我们一起探索，由于自己也是比较菜，一般深入不到这个程度）。
什么是动态编程
动态编程是相对于静态编程而言的,平时我们讨论比较多的就是静态编程语言，例如Java，与动态编程语言，例如JavaScript。那二者有什么明显的区别呢？简单的说就是在静态编程中，类型检查是在编译时完成的，而动态编程中类型检查是在运行时完成的。所谓动态编程就是绕过编译过程在运行时进行操作的技术，在Java中有如下几种方式：
反射
这个搞Java的应该比较熟悉，原理也就是通过在运行时获得类型信息然后做相应的操作。
动态编译
动态编译是从Java 6开始支持的，主要是通过一个JavaCompiler接口来完成的。通过这种方式我们可以直接编译一个已经存在的java文件，也可以在内存中动态生成Java代码，动态编译执行。
调用JavaScript引擎
Java 6加入了对Script(JSR223)的支持。这是一个脚本框架，提供了让脚本语言来访问Java内部的方法。你可以在运行的时候找到脚本引擎，然后调用这个引擎去执行脚本。这个脚本API允许你为脚本语言提供Java支持。
动态生成字节码
这种技术通过操作Java字节码的方式在JVM中生成新类或者对已经加载的类动态添加元素。
动态编程解决什么问题
在静态语言中引入动态特性，主要是为了解决一些使用场景的痛点。其实完全使用静态编程也办的到，只是付出的代价比较高，没有动态编程来的优雅。例如依赖注入框架Spring使用了反射，而Dagger2 却使用了代码生成的方式（APT）。
例如
1： 在那些依赖关系需要动态确认的场景:
2： 需要在运行时动态插入代码的场景，比如动态代理的实现。
3： 通过配置文件来实现相关功能的场景
Java中如何使用
此处我们主要说一下通过动态生成字节码的方式，其他方式可以自行查找资料。
操作java字节码的工具有两个比较流行，一个是ASM，一个是Javassit 。
ASM ：直接操作字节码指令，执行效率高，要是使用者掌握Java类字节码文件格式及指令，对使用者的要求比较高。
Javassit 提供了更高级的API，执行效率相对较差，但无需掌握字节码指令的知识，对使用者要求较低。
应用层面来讲一般使用建议优先选择Javassit，如果后续发现Javassit 成为了整个应用的效率瓶颈的话可以再考虑ASM.当然如果开发的是一个基础类库，或者基础平台，还是直接使用ASM吧，相信从事这方面工作的开发者能力应该比较高。
上一张国外博客的图，展示处理Java字节码的工具的关系。
接下来介绍如何使用Javassit来操作字节码
Javassit使用方法
Javassist是一个开源的分析、编辑和创建Java字节码的类库。是由东京工业大学的数学和计算机科学系的 Shigeru Chiba （千叶 滋）所创建的。
它已加入了开放源代码JBoss 应用服务器项目,通过使用Javassist对字节码操作为JBoss实现动态AOP框架。
javassist是jboss的一个子项目，其主要的优点，在于简单，而且快速。直接使用java编码的形式，而不需要了解虚拟机指令，就能动态改变类的结构，或者动态生成类。
Javassist中最为重要的是ClassPool，CtClass ，CtMethod 以及 CtField这几个类。
ClassPool：一个基于HashMap实现的CtClass对象容器，其中键是类名称，值是表示该类的CtClass对象。默认的ClassPool使用与底层JVM相同的类路径，因此在某些情况下，可能需要向ClassPool添加类路径或类字节。
CtClass：表示一个类，这些CtClass对象可以从ClassPool获得。
CtMethods：表示类中的方法。
CtFields ：表示类中的字段。
动态生成一个类
下面的代码会生成一个实现了Cloneable接口的类GenerateClass
public void DynGenerateClass() {
ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
CtClass ct = pool.makeClass("top.ss007.GenerateClass");//创建类
ct.setInterfaces(new CtClass[]{pool.makeInterface("java.lang.Cloneable")});//让类实现Cloneable接口
try {
CtField f= new CtField(CtClass.intType,"id",ct);//获得一个类型为int，名称为id的字段
f.setModifiers(AccessFlag.PUBLIC);//将字段设置为public
ct.addField(f);//将字段设置到类上
//添加构造函数
CtConstructor constructor=CtNewConstructor.make("public GeneratedClass(int pId){this.id=pId;}",ct);
ct.addConstructor(constructor);
//添加方法
CtMethod helloM=CtNewMethod.make("public void hello(String des){ System.out.println(des);}",ct);
ct.addMethod(helloM);
ct.writeFile();//将生成的.class文件保存到磁盘
//下面的代码为验证代码
Field[] fields = ct.toClass().getFields();
System.out.println("属性名称：" + fields[0].getName() + " 属性类型：" + fields[0].getType());
} catch (CannotCompileException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (NotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
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上面的代码就会动态生成一个.class文件，我们使用反编译工具，例如Bytecode Viewer，查看生成的字节码文件GenerateClass.class，如下图所示。
动态添加构造函数及方法
有很多种方法添加构造函数，我们使用CtNewConstructor.make,他是一个的静态方法，其中有一个重载版本比较方便，如下所示。第一个参数是source text 类型的方法体，第二个为类对象。
CtConstructor constructor=CtNewConstructor.make("public GeneratedClass(int pId){this.id=pId;}",ct);
ct.addConstructor(constructor);
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这段代码执行后会生成如下java代码，代码片段是使用反编译工具JD-GUI产生的，可以看到构造函数的参数名被修改成了paramInt。
public GeneratedClass(int paramInt)
{
this.id = paramInt;
}
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同样有很多种方法添加函数，我们使用CtNewMethod.make这个比较简单的形式
CtMethod helloM=CtNewMethod.make("public void hello(String des){ System.out.println(des);}",ct);
ct.addMethod(helloM);
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这段代码执行后会生成如下java代码：
public void hello(String paramString)
{
System.out.println(paramString);
}
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动态修改方法体
动态的修改一个方法的内容才是我们关注的重点，例如在AOP编程方面，我们就会用到这种技术，动态的在一个方法中插入代码。
例如我们有下面这样一个类
public class Point {
private int x;
private int y;
public Point(){}
public Point(int x, int y) {
this.x = x;
this.y = y;
}
public void move(int dx, int dy) {
this.x += dx;
this.y += dy;
}
}
}
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我们要动态的在内存中在move()方法体的前后插入一些代码
public void modifyMethod()
{
ClassPool pool=ClassPool.getDefault();
try {
CtClass ct=pool.getCtClass("top.ss007.Point");
CtMethod m=ct.getDeclaredMethod("move");
m.insertBefore("{ System.out.print("dx:"+$1); System.out.println("dy:"+$2);}");
m.insertAfter("{System.out.println(this.x); System.out.println(this.y);}");
ct.writeFile();
//通过反射调用方法，查看结果
Class pc=ct.toClass();
Method move= pc.getMethod("move",new Class[]{int.class,int.class});
Constructor<?> con=pc.getConstructor(new Class[]{int.class,int.class});
move.invoke(con.newInstance(1,2),1,2);
}
...
}
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使用反编译工具查看修改后的move方法结果：
public void move(int dx, int dy) {
System.out.print("dx:" + dx);System.out.println("dy:" + dy);
this.x += dx;
this.y += dy;
Object localObject = null;//方法返回值
System.out.println(this.x);System.out.println(this.y);
}
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可以看到，在生成的字节码文件中确实增加了相应的代码。
函数输出结果为：
Javassit 还有许多功能，例如在方法中调用方法，异常捕捉，类型强制转换，注解相关操作等，而且其还提供了字节码层面的API(Bytecode level API)。
什么原理
反射：由于Java执行过程中是将类型载入虚拟机中的，在运行时我们就可以动态获取到所有类型的信息。只能获取却不能修类型信息。
动态编译与动态生成字节码：这两种方法比较相似，原理也都是利用了Java的设计原理，存在一个虚拟机执行字节码，这就使我们在此处有了改变字节码的操作空间。
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