Classworking工具箱: 分析泛型数据结构 - 编程入门网

Classworking工具箱: 分析泛型数据结构

应用类型替换深入挖掘使用泛型的程序的细节

简介：Java™ 5 泛型把详细的类型信息编码到类文件中。许多类型的工具都可以从全面的类型 信息提供的改进的数据结构中受益，但是要把这个信息变成有用的形式可能有些困难。为了让这个工作更 容易些，系列作者 Dennis Sosnoski 围绕 ASM Java 字节码操纵框架构建了一个数据结构分析程序，可 以解释泛型信息，为应用程序使用的数据的实际数据类型创建深度的视图。

类处理工具实际上就是一个把其他程序当成数据的程序，通常会修改或重新塑造目标程序，以满足某 些目的。在把程序当成数据的时候，如果构建一个关于程序自身内部数据结构的模型，协助对修改进行指 导，那么通常是有用的。可以利用反射，在第一次把目标程序的类文件装入 JVM 之后，创建这种类型的 模型。也可以用框架直接从类文件解码出数据结构信息，甚至从源代码进行解码。不论采用何种技术，目 的都是得到应用程序使用的对象之间关系的尽可能全面的视图。

Java 5 程序中的泛型信息，提供了应用程序数据结构的详细地图。泛型之前的程序，只要运行到 Java 集合类或使用无类型引用的应用程序类时，数据结构的分析就走进了死胡同。如果没有某种形式的 外部信息，就没有办法知道无类型引用链接到什么类型的对象。在使用泛型时，可以提供附加信息作为源 代码的一部分，然后编译器会把附加的引用类型信息直接整合到二进制的类文件中。利用这种内嵌的泛型 信息是建立对象之间关系的更丰富视图的关键所在。

在这个系列的前两篇文章（“反射泛型” 和 “泛型与 ASM”）中，我首先介绍了使用反射得到泛型 信息的基础知识，然后对于使用 ASM 字节码框架处理类文件的原始泛型信息作了详细介绍。在这篇文章 中，我把 ASM 技术用得更深入一点儿，在泛型类定义中使用类型替换来构建目标应用程序数据结构的增 强视图。在进入分析类所使用的实际 ASM 代码之前，我先介绍表示和组织数据结构信息时一些比较简单 的问题。

表示数据结构

在构建分析程序时的第一个问题是，定义目标程序使用的数据结构的表示形式。这必须不仅包含每个 字段值的表示，还要包含每个值的类型信息的表示。因为我想在这一期中演示泛型的解码，所以类型信息 需要包含泛型引用所使用的具体的参数类型。

清单 1 显示了我用作基本数据结构表示的类。FieldDescription 类只是个简单的数据类，容纳字段 名称、签名和字段类型的引用。正如我在 前一期 中介绍的，签名是泛型添加到类文件格式中的项目；只 有对泛型的引用才有签名。签名定义了泛型实际使用的参数类型，所以它提供了处理类型替换时需要的信 息。对于没有签名的字段，将只使用 null 值。最后，字段类型都是 TypeDescription 类的实例，如清 单 1 所示：

清单 1. 基本数据结构类

public　class　FieldDescription { 　　 //　every　field　has　a　name 　　 private　final　String　m_name; 　　 //　only　fields　that　are　of　generic　types　have　signatures 　　 private　final　String　m_signature; 　　 //　type　only　defined　when　parameter　types　are　defined 　　 private　final　TypeDescription　m_type; 　　 public　FieldDescription(String　name,　String　sig,　TypeDescription　type)　{ 　　　　 m_name　=　name; 　　　　 m_signature　=　sig; 　　　　 m_type　=　type; 　　 } 　　 public　String　getName()　{ 　　　　 return　m_name; 　　 } 　　 public　String　getSignature()　{ 　　　　 return　m_signature; 　　 } 　　 public　

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