JAVA使用ASM实现lambda表达式的字节码

最新推荐文章于 2025-03-09 20:05:39 发布

来自远方的猪

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文章标签： java jvm servlet

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/sinat_35210614/article/details/129424068

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本文详细介绍了如何使用ASM库动态生成Java字节码，以实现一个lambda表达式的方法，并通过对比反编译的结果，解释了lambda在JVM层面上的表示，涉及到invokeDynamic指令、CallSite和匿名内部类。同时，提到了IDEA中的FernFlower反编译器在展示lambda时的差异。

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最近想捣鼓一下ASM，于是乎自己想出这么个事情来干，纯粹为了解闷。

先说说最终我们要实现的目标，反编译ASM构建好的字节码，能够出现如下图所示的效果：

    public void lambda(){
             IntStream.range(0,10).forEach(index->System.out.println("this is "+index));
    }

这是一个非常简单的lambda表达式的方法，话不多说，我们开始编码。

    public byte[] writeLambda(){
        ClassWriter cw = new ClassWriter(ClassWriter.COMPUTE_FRAMES);
        //随便给类取个名字
        cw.visit(V1_8,ACC_PUBLIC,"demo/HelloLambda",null,"java/lang/Object",null);
        //无参构造
        init(cw);
        //创建主要方法
        MethodVisitor mv = cw.visitMethod(ACC_PUBLIC,"writeLambda","()V",null,null);
        mv.visitCode();
        mv.visitInsn(ICONST_0);
        mv.visitIntInsn(BIPUSH,10);
        mv.visitMethodInsn(INVOKESTATIC,"java/util/stream/IntStream","range","(II)Ljava/util/stream/IntStream",false);
        mv.visitMethodInsn(INVOKEINTERFACE,"java/util/stream/IntStream","forEach","(Ljava/util/function/IntConsumer;)V",true);
        mv.visitInsn(RETURN);
        mv.visitEnd();
        return cw.toByteArray();
    }

先写一个大概的框架，缺少的部分也非常明显。动态调用指令和匿名内部类作为方法调用点承载等部分还没有构建，所以这样直接编译出来的类肯定是不行的，如下便是idea直接反编译出来的代码：

public class HelloLambda {
    public HelloLambda() {
    }

    public void writeLambda() {
        // $FF: Couldn't be decompiled
    }
}

明显是错的，那么接下来我们把重要的那部分补充完整。

总所周知，lambda表达式属于java语言层面的东西，而asm所操作的class文件，也就是javac对java文件编译后产生的字节码文件（此时已经不存在lambda表达式了），它属于jvm层面的东西，在jvm视角来看没有什么lambda表达式，它看到的只有invokeDynamic指令，CallSite方法调用点以及一个匿名内部类等这些东西罢了。

先仔细观察一下字节码：

 public void lambda();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=2, locals=1, args_size=1
         0: iconst_0
         1: bipush        10
         3: invokestatic  #5                  // InterfaceMethod java/util/stream/IntStream.range:(II)Ljava/util/stream/IntStream;
         6: invokedynamic #6,  0              // InvokeDynamic #0:accept:()Ljava/util/function/IntConsumer;
        11: invokeinterface #7,  2            // InterfaceMethod java/util/stream/IntStream.forEach:(Ljava/util/function/IntConsumer;)V
        16: return
      LineNumberTable:
        line 13: 0
        line 14: 16
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0      17     0  this   Lorg/example/asm/bbq;

  private static void lambda$lambda$0(int);
    descriptor: (I)V
    flags: ACC_PRIVATE, ACC_STATIC, ACC_SYNTHETIC
    Code:
      stack=3, locals=1, args_size=1
         0: getstatic     #8                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io