使用jclasslib修改字節碼/源碼

  查看源碼很簡單，一些常用IDE裏如idea、eclipse都提供了查看class文件源碼的功能，雖然跟源碼有些出入（解語法糖等），但功能實現上是一致的，且比源碼更貼近於JVM運行時的情況。
  有時候我們需要修改源碼以滿足使用要求，對於java代碼生成的字節碼重新源碼就比較簡單了，一種方式是繼承然後重寫待修改的功能，另一種方式是直接創建一個同名類文件，把反編譯的源碼複製進去，修改後，將新生成的class文件替換原jar包中的class文件，但有些字節碼是由其它語言生成的，反編譯後的文件並不能滿足java編譯語法，也就無法編譯成新的class文件，對於這種情況，有種通用的方式就是直接修改字節碼來實現。
  網上有很多修改字節碼的文章，但大都是修改常量池來輸出不同的值，本文使用jclasslib直接修改字節碼中的源碼邏輯，爲方便演示，本文的demo可能比較簡單，但是這種方法可以用到更復雜的類中，如有需要歡迎留言探討。

1、java源碼

package com.zhanghao.test.jclasslib;

public class JclasslibTest {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 1;
        int b = 2;
        printMin(a, b);
    }

    private static void printMin(int a, int b) {
        int min = a <= b ? a : b;
        System.out.println(min);
    }
}

輸出兩個參數中的較小值：1
目標：通過修改字節碼的方式使printMin方法輸出較大值：2

2、class文件反編譯結果

//
// Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA
// (powered by Fernflower decompiler)
//

package com.zhanghao.test.jclasslib;

public class JclasslibTest {
    public JclasslibTest() {
    }

    public static void main(String[] args) {
        int a = 1;
        int b = 2;
        printMin(a, b);
    }

    private static void printMin(int a, int b) {
        int min = a <= b ? a : b;
        System.out.println(min);
    }
}

  可以看出，生成的class文件只是比java源碼多加了一個默認的無參構造方法（因爲demo比較簡單，所以未體現編譯優化的多種策略）

3、下載安裝jclasslib

https://github.com/ingokegel/jclasslib/releases

4、使用jclasslib打開class文件

字節碼各部分名稱已經很明確類，這裏不在過多解釋，看我們需要修改的位置Methods->printMin

printMin方法對應的字節碼一共爲19行
0：將第一個參數入棧（參數a=1）
1：將第二個參數入棧（參數b=2）
2：比較棧頂兩int型數值的大小，當結果大於0時跳轉到第9行字節碼指令（判斷條件進入相應邏輯塊）
5：將第一個參數入棧（選擇a）
6：無條件跳轉到第10行字節碼指令
9：將第二個參數入棧（選擇b）
10：將棧頂int型數值存入第三個本地變量（存儲選擇結果c）
11：獲取指定類的靜態域，並將其壓入棧頂（獲取待運行的實例及方法）
14：將第三個參數入棧（將c入棧以供11中的實例方法運行參數）
15：調用實例方法
18：從當前方法返回void
更多字節碼指令可參考 虛擬機字節碼指令表
參照虛擬機字節碼指令表，如要實現將pringMin輸出參數中的較大值，只要把第三條指令if_icmpgt修改成if_icmple即可。

助記符	if_icmpgt	if_icmple
指令含義	比較棧頂兩int型數值的大小，當結果大於0時跳轉	比較棧頂兩int型數值的大小，當結果小於或等於0時跳轉
字節碼	0xa3	0xa4
有符號型十進制數	-93	-92

5、修改字節碼

package com.zhanghao.test.jclasslib;

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import java.io.*;
import org.gjt.jclasslib.io.ClassFileWriter;
import org.gjt.jclasslib.structures.AttributeInfo;
import org.gjt.jclasslib.structures.ClassFile;
import org.gjt.jclasslib.structures.MethodInfo;
import org.gjt.jclasslib.structures.attributes.CodeAttribute;

public class JclasslibModify {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String filePath = "/Users/zhanghao/Desktop/jclasslib/JclasslibTest.class";
        FileInputStream fis = new FileInputStream(filePath);

        DataInput di = new DataInputStream(fis);
        ClassFile cf = new ClassFile();
        cf.read(di);
        System.out.println(JSON.toJSONString(cf));
        MethodInfo[] methodInfos = cf.getMethods();
        MethodInfo methodInfo = methodInfos[2];
        AttributeInfo[] attributeInfos = methodInfo.getAttributes();
        CodeAttribute codeAttribute = (CodeAttribute) attributeInfos[0];
        byte[] bytes = codeAttribute.getCode();
        bytes[2] = -92;

        fis.close();
        File f = new File(filePath);
        ClassFileWriter.writeToFile(f, cf);
    }
}

讀取class文件，可通過debug或者輸出json的方式查看ClassFile的類結構，修改類結構中字節碼然後重寫文件。
需要用到jclasslib.jar，下載鏈接：jclasslib.jar

6、查看修改後的結果

package com.zhanghao.test;

public class JclasslibTest {
    public JclasslibTest() {
    }

    public static void main(String[] args) {
        int a = 1;
        int b = 2;
        printMin(a, b);
    }

    private static void printMin(int a, int b) {
        int min = a > b ? a : b;
        System.out.println(min);
    }
}

本文只是簡單的闡述修改字節碼的方法，對於實際項目中需要修改字節碼時，情況會更爲複雜，但是換湯不換藥，可以先用java生成待修改部分的字節碼，然後替換掉原字節碼中相應的字節碼塊，其它文件也需要相應修改，比如常量池等