如何检查字节码操作 PUTFIELD 是否正在重新分配属于“this”的字段？使用 ObjectWeb ASM 的对象？

Question

我正在使用 ASM 字节码操作框架对 Java 代码执行静态分析。我希望检测对象的字段何时被重新分配，即何时发生这种代码：

class MyObject {
    private int value;
    void setValue(int newValue) { this.value = newValue; }
}

使用以下代码（在实现 ClassVisitor 的类中）可以检测上述情况：

@Override
public void visitFieldInsn(int opcode, String owner, String name, String desc) {
    if(opcode == Opcodes.PUTFIELD) {
        // do whatever here
    }
}

但是，此代码被称为无论拥有该字段的对象如何。我想找到在 this 对象上执行 PUTFIELD 操作的更具体情况。例如，我想区分第一个代码片段和如下代码：

public MyObject createNewObjectWithDifferentField() {
    MyObject newObject = new MyObject();
    newObject.value = 43;
    return newObject;
}

在上面的情况下，PUTFIELD 操作仍然执行，但这里它是在局部变量 (newObject) 上而不是在this 对象。这将取决于分配时堆栈的状态，但我遇到了一些不同的场景，其中字节码完全不同，并且我正在寻找处理这种复杂性的方法。

如何检查 PUTFIELD 是否正在重新分配属于 this 对象的字段？

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编辑

我使用 ASM 仅执行分析，而不是检测现有字节码。如果可能的话，我希望找到一种在不改变字节码的情况下发现这一点的方法。

Answer 1

我认为一般情况下是不可能的。考虑一下：

class MyObject {
  private int value;
  void mymethod1() {
    mymethod2(Math.random() > 0.5 ? this : new MyObject());
  }

  void mymethod2(MyObject that) {
    that.value = 1;
  }
}

在更简单的情况下，您可以将堆栈跟踪回 ALOAD 0，它在实例方法中引用 this。

Answer 2

我从未使用过 ASM，但是，我有字节码操作的经验。

在 PUTFIELD 指令之前，堆栈看起来像这样：

|...,object_ref,value

或

|...,object_ref,value1,value2 （如果字段的类型是 double 或 long）

对于第一种情况，您可以插入PUTFIELD 之前的以下指令：

1: DUP2
2: POP
3: ALOAD_0
4: IF_ACMPNE X
5: put your code here
...
...
X: PUTFIELD

指令 (1) 复制 object_ref 和堆栈上的值。 (2) 删除该值。 (3) 加载“this”引用。 (4) 如果 'this' 等于 object_ref 则执行您的代码，否则不执行任何操作并跳转到 PUTFIELD。

对于第二种情况（长字段或双字段），您可以使用这一系列字节码指令

1: DUP2_X1
2: POP2
3: DUP
4: ALOAD_0
5: IF_ACMPNE 7
6: put your code here
...
...
7: DUP_X2
8: POP
9: PUTFIELD

Answer 3

另一种方法（运行时）：

您可以使用 AspectJ 并为您的类设置字段设置/获取切入点。请参阅： http://www.eclipse.org/aspectj/ doc/released/progguide/semantics-pointcuts.html 和 http://www.eclipse.org /aspectj/。

定义切入点后，您将编写一些建议，通过使用 thisJoinPoint 变量简单地打印出当前执行位置。然后，当运行您的程序时，您将获得一个有关字段获取/设置的详细日志。

这将需要运行时或编译时编织，这意味着无论哪种方式都需要进行字节码操作。希望这有帮助...