本章内容是围绕着 Class Generation（生成新的类）来展开，在这个过程当中，我们介绍了 ASM Core API 当中的一些类和接口。在本文当中，我们对这些内容进行一个总结。
Java ClassFile
如果我们想要生成一个 .class 文件，就需要先对 .class 文件所遵循的文件格式（或者说是数据结构）有所了解。.class 文件所遵循的数据结构是由 Java Virtual Machine Specification 定义的，其结构如下：
ClassFile {
u4 magic;
u2 minor_version;
u2 major_version;
u2 constant_pool_count;
cp_info constant_pool[constant_pool_count-1];
u2 access_flags;
u2 this_class;
u2 super_class;
u2 interfaces_count;
u2 interfaces[interfaces_count];
u2 fields_count;
field_info fields[fields_count];
u2 methods_count;
method_info methods[methods_count];
u2 attributes_count;
attribute_info attributes[attributes_count];
}
对上面的条目来进行一个简单的介绍：
magic：表示 magic number，是一个固定值CAFEBABE，它是一个标识信息，用来判断当前文件是否为 ClassFile。其实，不只是.class文件有 magic number。例如，.pdf文件的 magic number 是%PDF，.png文件的 magic number 是PNG。minor_version和major_version：表示当前.class文件的版本信息。因为 Java 语言不断发展，就存在不同版本之间的差异；记录.class文件的版本信息，是为了判断 JVM 的版本的.class文件的版本是否兼容。高版本的 JVM 可以执行低版本的.class文件，但是低版本的 JVM 不能执行高版本的.class文件。constant_pool_count和constant_pool：表示“常量池”信息，它是一个“资源仓库”。在这里面，存放了当前类的类名、父类的类名、所实现的接口名字，后面的this_class、super_class和interfaces[]存放的是一个索引值，该索引值指向常量池。access_flags、this_class、super_class、interfaces_count和interfaces：表示当前类的访问标识、类名、父类、实现接口的数量和具体的接口。fields_count和fields：表示字段的数量和具体的字段内容。methods_count和methods：表示方法的数量和具体的方法内容。attributes_count和attributes：表示属性的数量和具体的属性内容。
总结一下就是，magic number 是为了区分不同产品（PDF、PNG、ClassFile）之间的差异，而 version 则是为了区分同一个产品在不同版本之间的差异。 接下来的 Constant Pool、Class Info、Fields、Methods 和 Attributes 则是实实在在的映射 .class 文件当中的内容。
我们可以把这个 Java ClassFile 和一个 Java 文件的内容来做一个对照：
public class HelloWorld extends Object implements Cloneable {
private int intValue = 10;
private String strValue = "ABC";
public int add(int a, int b) {
return a + b;
}
public int sub(int a, int b) {
return a - b;
}
}
ASM Core API
要生成一个 .class 文件，直接使用记事本或十六进制编辑器，这是“不可靠的”，所以我们借助于 ASM 这个类库，使用其中 Core API 部分来帮助我们实现。
讲到任何的 API，其实就是讲它的类、接口、方法等内容；谈到 ASM Core API 就是讲其中涉及到的类、接口和里面的方法。在 ASM Core API 中，有三个非常重要的类，即 ClassReader、ClassVisitor 和 ClassWriter 类。但是，在 Class Generation 过程中，不会用到 ClassReader，所以我们就主要关注 ClassVisitor 和 ClassWriter 类。
ClassVisitor 和 ClassWriter
在 ClassVisitor 类当中，定义了许多的 visitXxx() 方法，并且这些 visitXxx() 方法要遵循一定的调用顺序。我们把这些 visitXxx() 方法进行精简，得到 4 个 visitXxx() 方法：
public abstract class ClassVisitor {
public void visit(
final int version,
final int access,
final String name,
final String signature,
final String superName,
final String[] interfaces);
public FieldVisitor visitField( // 访问字段
final int access,
final String name,
final String descriptor,
final String signature,
final Object value);
public MethodVisitor visitMethod( // 访问方法
final int access,
final String name,
final String descriptor,
final String signature,
final String[] exceptions);
public void visitEnd();
// ......
}
我们可以将这 4 个 visitXxx() 方法，与 Java ClassFile 进行比对，这样我们就能够理解“为什么会有这 4 个方法”以及“方法要接收参数的含义是什么”。
但是，ClassVisitor 类是一个抽象类，我们需要它的一个具体子类。这时候，就引出了 ClassWriter 类，它是 ClassVisitor 类的子类，继承了 visitXxx() 方法。同时，ClassWriter 类也定义了一个 toByteArray() 方法，它可以将 visitXxx() 方法执行后的结果转换成 byte[]。在创建 ClassWriter(flags) 对象的时候，对于 flags 参数，我们推荐使用 ClassWriter.COMPUTE_FRAMES。
使用 ClassWriter 生成一个 Class 文件，可以大致分成三个步骤：
- 第一步，创建
ClassWriter对象。 - 第二步，调用
ClassWriter对象的visitXxx()方法。 - 第三步，调用
ClassWriter对象的toByteArray()方法。
示例代码如下：
import org.objectweb.asm.ClassWriter;
import static org.objectweb.asm.Opcodes.*;
public class HelloWorldGenerateCore {
public static byte[] dump () throws Exception {
// (1) 创建 ClassWriter 对象
ClassWriter cw = new ClassWriter(ClassWriter.COMPUTE_FRAMES);
// (2) 调用 visitXxx() 方法
cw.visit();
cw.visitField();
cw.visitMethod();
cw.visitEnd(); // 注意，最后要调用 visitEnd() 方法
// (3) 调用 toByteArray() 方法
byte[] bytes = cw.toByteArray();
return bytes;
}
}
我们在介绍 Class Generation 示例的时候，直接使用 ClassWriter 类就可以了。但是，除了 ClassVisitor 和 ClassWriter 类，我们还需要更多的类来“丰富”这个类的“细节信息”，比如说 FieldVisitor 和 MethodVisitor，它们分别是为了“丰富”字段和方法的具体信息。
FieldVisitor 和 MethodVisitor
在 ClassVisitor 类当中，visitField() 方法会返回一个 FieldVisitor 对象，visitMethod() 方法会返回一个 MethodVisitor 对象。其实，FieldVisitor 对象和 MethodVisitor 对象是为了让生成的字段和方法内容更“丰富、充实”。
相对来说，FieldVisitor 类比较简单，在刚开始学的时候，我们只需要关注它的 visitEnd() 方法就可以了。
相对来说，MethodVisitor 类就比较复杂，因为在调用 ClassVisitor.visitMethod() 方法的时候，只是说明了方法的名字、方法的参数类型、方法的描述符等信息，并没有说明方法的“方法体”信息，所以我们需要使用具体的 MethodVisitor 对象来实现具体的方法体。在 MethodVisitor 类当中，也定义了许多的 visitXxx() 方法。这里要注意一下，要注意与 ClassVisitor 类里定义的 visitXxx() 方法区分。ClassVisitor 类里的 visitXxx() 方法是提供类层面的信息，而 MethodVisitor 类里的 visitXxx() 方法是提供某一个具体方法里的信息。
MethodVisitor 类里的 visitXxx() 方法，也需要遵循一定的调用顺序，精简之后，如下：
[
visitCode
(
visitFrame |
visitXxxInsn |
visitLabel |
visitTryCatchBlock
)*
visitMaxs
]
visitEnd
我们可以按照下面来记忆 visitXxx() 方法的调用顺序：
- 第一步，调用
visitCode()方法，调用一次 - 第二步，调用
visitXxxInsn()方法，可以调用多次。对这些方法的调用，就是在构建方法的“方法体”。 - 第三步，调用
visitMaxs()方法，调用一次 - 第四步，调用
visitEnd()方法，调用一次
ClassVisitor类里的visitXxx()方法需要遵循一定的调用顺序，MethodVisitor类里的visitXxx()方法也需要遵循一定的调用顺序。
另外，我们也需要特别注意一些特殊的方法名字，例如，构造方法的名字是 <init>，而静态初始化方法的名字是 <clinit>。
我们在使用 MethodVisitor 来编写方法体的代码逻辑时，不可避免的会遇到程序逻辑 true 和 false 判断和执行流程的跳转，而 Label 在 ASM 代码中就标志着跳转的位置。借助于 Label 类，我们可以实现 if 语句、switch 语句、for 语句和 try-catch 语句。添加 label 位置，是通过 MethodVisitor.visitLabel() 方法实现的。
在 Java 6 之后，为了对方法的代码进行校验，于是就增加了 StackMapTable 属性。谈到 StackMapTable 属性，其实就是我们讲到的 frame，就是记录某一条 instruction 所对应的 local variables 和 operand stack 的状态。我们不推荐大家自己计算 frame，因此不推荐使用 MethodVisitor.visitFrame() 方法。
无论是 Label 类，还是 frame，它们都是 MethodVisitor 在实现“方法体”过程当中的“细节信息”，所以我们把这两者放到 MethodVisitor 一起来说明。
常量池去哪儿了？
有细心的同学，可能会发现这样的问题：在 ASM 当中，常量池去哪儿了？为什么没有常量池相关的类和方法呢？
其实，在 ASM 源码中，与常量池对应的是 SymbolTable 类，但我们并没有对它进行介绍。为什么没有介绍呢？
- 第一个原因，在调用
ClassVisitor.visitXxx()方法和MethodVisitor.visitXxx()方法的过程中，ASM 会自动帮助我们去构建SymbolTable类里面具体的内容。 - 第二个原因，常量池中包含十几种具体的常量类型，内容多而复杂，需要结合 Java ClassFile 相关的知识才能理解。
我们的关注点还是在于如何使用 Core API 来进行 Class Generation 操作，ASM 的内部实现会帮助我们处理好 SymbolTable 类的内容。
总结
本文是对第二章的整体内容进行总结，大家可以从两方面进行把握：一个是 Java ClassFile 的格式是什么的，另一个就是 ASM Core API 里的具体类和方法的作用。