如何使用 ASM 读取 lambda 表达式字节码

Question

如何使用 ASM 从 lambda 表达式的主体中读取字节码指令？

Answer 1

EDIT 01-08-2016：我使用 SerializedLambda 类添加了另一个方法，它不需要 3 方软件（即 ByteBuddy），您可以在标题为: "使用 SerializedLambda" 如下。

原答案：问题说明 + 使用 ByteBuddy 解决问题

接受的答案不包含有关如何在运行时通过 asm（即，没有 javap）实际读取 lambda 字节码的具体信息 - 所以我想我会在此处添加此信息以供将来参考和他人的利益.

假设以下代码：

public static void main(String[] args) {
    Supplier<Integer> s = () -> 1;
    byte[] bytecode = getByteCodeOf(s.getClass()); //this is the method that we need to create.
    ClassReader reader = new ClassReader(bytecode);
    print(reader); 
}

• 我假设您已经拥有 print(ClassReader) 代码 - 如果没有，请查看 this question 的答案。

为了通过 asm 读取字节码，您首先需要向 asm（通过 ClassReader）提供 lambda 的实际字节码 - 问题是 lambda 类是在运行时通过 @987654329 生成的@class，因此获取字节码的正常方法不起作用：

byte[] getByteCodeOf(Class<?> c){
    //in the following - c.getResourceAsStream will return null..
    try (InputStream input = c.getResourceAsStream('/' + c.getName().replace('.', '/')+ ".class")){
        byte[] result = new byte[input.available()];
        input.read(result);
        return result;
    }
}

如果我们通过c.getName() 查看c 类的名称，我们会看到类似defining.class.package.DefiningClass$$Lambda$x/y 的内容，其中x 和y 是数字，现在我们可以理解为什么上述方法不起作用了 - 那里类路径上没有这样的资源..

虽然 JVM 显然知道类的字节码，但遗憾的是，它没有现成的 API 可以让您检索它，另一方面，JVM 有一个检测 API（通过代理）允许您编写一个可以检查加载（和重新加载）类的字节码的类。

我们可以编写这样的代理，并以某种方式与它通信，我们希望接收 lambda 类的字节码 - 然后代理可能会请求 JVM 重新加载该类（不更改它） - 这将导致代理接收重载类的字节码并将其返回给我们。

对我们来说幸运的是，有一个名为 ByteBuddy 的库已经使用这个库创建了这样的代理 - 以下内容将起作用（如果您是 maven 用户，请同时包含 byte-buddy-dep 和 byte-buddy- 的依赖项）您的 pom 中的代理，也 - 请参阅下面有关限制的注释）。

private static final Instrumentation instrumentation = ByteBuddyAgent.install();

byte[] getByteCodeOf(Class<?> c) throws IOException {
    ClassFileLocator locator = ClassFileLocator.AgentBased.of(instrumentation, c);
    TypeDescription.ForLoadedType desc = new TypeDescription.ForLoadedType(c);
    ClassFileLocator.Resolution resolution = locator.locate(desc.getName());
    return resolution.resolve();
}

限制： - 根据您的 jvm 安装，您可能需要通过命令行安装代理（请参阅 ByteBuddyAgent documentation 和 Instrumentation documentation）

新答案：使用 SerializedLambda

如果您尝试读取的 lambda 实现了扩展 Serializable 的接口 - LambdaMetafactory 类实际上会生成一个名为 writeReplace 的私有方法，它提供类 SerializedLambda 的一个实例。此实例可用于检索使用LambdaMetafactory 生成的实际静态方法。

因此，例如，这里有 2 种方法来拥有“可序列化 Lambda”：

public class Sample {
    interface SerializableRunnable extends Runnable, Serializable{}

    public static void main(String... args) {
        SerializableRunnable oneWay = () -> System.out.println("I am a serializable lambda");

        Runnable anotherWay = (Serializable & Runnable) () -> System.out.println("I am a serializable lambda too!");
    }
}

在上述示例中，oneWay 和 anotherWay 都将生成一个 writeReplace 方法，可以通过以下方式使用反射检索该方法：

SerializedLambda getSerializedLambda(Serializable lambda) throws Exception {
    final Method method = lambda.getClass().getDeclaredMethod("writeReplace");
    method.setAccessible(true);
    return (SerializedLambda) method.invoke(lambda);
}

如果我们查看javadoc of SerializedLambda，我们会发现以下方法：

公共字符串 getImplClass(): 获取包含实现方法的类的名称。 回报： 包含实现方法的类名

公共字符串 getImplMethodName(): 获取实现方法的名称。 回报： 实现方法的名称

这意味着您现在可以使用 ASM 读取包含 lambda 的类，访问实现 lambda 的方法并修改/读取它。

您甚至可以使用以下代码获得 lambda 的反射版本：

Method getReflectedMethod(Serializable lambda) throws Exception {
    SerializedLambda s = getSerializedLambda(lambda);
    Class containingClass = Class.forName(s.getImplClass());
    String methodName = s.getImplMethodName();
    for (Method m : containingClass.getDeclaredMethods()) {
        if (m.getName().equals(methodName)) return m;
    }

    throw new NoSuchElementException("reflected method could not be found");
}

Answer 2

lambda 编译为static method with a synthetic name。因此，要使用 ASM 读取代码，您需要对方法名称进行逆向工程……然后像任何其他方法一样读取它。

但如果你只是想查看 lambda 的字节码，使用javap 会更简单。