Java ASM详解：类的结构（二）
上次专栏讲解了普通类的结构，这篇专栏将继续讲解接口、注解、枚举和记录这四种特殊的类。
一.接口
接口类似于抽象类，内部含有静态方法、公开抽象方法、公开默认实例方法、私有实例方法和常量字段。
声明一个接口，需要在ClassWriter::visit时同时使用ACC_ABSTRACT和ACC_INTERFACE访问标志。如果只含有ACC_INTERFACE标志，在加载这个类的时候JVM就会抛出java.lang.ClassFormatError: Illegal class modifiers in class *: 0x200的异常。接口的继承本质其实是实现，也就是说接口的父类仍然是Object，但是实现接口列表可以加入其它的接口。
如果接口是一个内部类，在使用时类似于静态内部类，也就是说内部接口不需要外部类实例作为依托。（但是在使用visit时不用写ACC_STATIC，这是一种等效）同样的，如果接口内部有内部类，那么内部类也等效于静态内部类。
紧接着说说接口的字段。接口内只能存在一种字段，那就是公开常量字段，也就是PSF（public static final）字段。在visitField时必须同时使用ACC_PUBLIC、ACC_STATIC和ACC_FINAL访问标志，否则在加载这个类的时候就会抛出java.lang.ClassFormatError: Illegal field modifiers in class *: *的异常。
接着来看看方法。接口不存在构造函数，并且只允许两种访问修饰符：public和private（引入于Java 9），protected不能在接口中使用，不写访问修饰符则默认公开。
接口内可以定义静态方法，与普通的类没有太多差别，只是访问修饰有差别。对于接口内的实例方法，在Java层如果不定义default或者private那就会自动加上abstract，但是对于字节码来说，除了访问修饰外所有的定义都和普通的类一样。
接口也可以使用桥接方法。
下面是个例子，要生成下面的类：
将使用下面的代码：
二.注解
注解类型是特殊的接口，除了接口都具有的特性之外还增加了一些限制。
先说一下声明。注解类型除了接口要求的两个访问标志外还需要添加一个ACC_ANNOTATION标志，且必须只实现（或者说是Java层的继承）于java.lang.annotation.Annotation。（注意：JVM对实现Annotation接口这件事不加以检查，但是如果你使用了反射尝试获取这个注解时会报错）
注解对于方法的要求很严格：要求不能有私有方法、默认方法和静态方法，只能存在公开抽象方法。
到这里你可能会问：注解方法的默认值是怎么实现的？其实默认值不是方法体，而是使用了visitAnnotationDefault这个方法用于写入默认值。
下面我们要生成这个注解：
可以使用下面的代码生成：
三.枚举
枚举是一种特殊的类，主要用于存贮常量。和普通的类相比，它有下面的性质：
所有枚举都继承于java.lang.Enum，并且都为final。
枚举的所有构造函数都是私有的。
自动生成values和valueOf方法。
作为内部类时等效静态。
写入一个枚举，在visit时要将ACC_ENUM和ACC_FINAL访问标志同时写入，并且父类必须写为java/lang/Enum。由于Enum带有泛型，所以signature也要写入。例如，下面这个枚举：
在声明时必须用下面的代码：
在使用Java编写枚举类时可以写两种字段：一种是普通的字段，这个和普通的类一样，没有限制；另一种就是枚举字段，它必须是枚举类的对象，并且是PSF字段还带有ACC_ENUM访问标志。例如下方的枚举字段A：
在声明时应该遵照下面的方式：
在字节码中，除了上面的两种字段外，枚举中还有一个字段是系统生成用于保存所有枚举字段的私有常量，$VALUES。它的访问标志除了ACC_PRIVATE、ACC_STATIC和ACC_FINAL外还带有ACC_SYNTHETIC，这代表它是编译时自动生成的。它的类型是这个类的数组。
$VALUES存在的价值是为了values方法和Enum的索引。在介绍它的用途之前先来说说$VALUES和枚举字段的初始化。
枚举字段和普通常量的初始化一样，也是简单的创建、调用构造函数和赋值。但是不同的是，枚举的构造函数和普通的构造函数不同，它默认带有两个形参。实际上，枚举的默认构造函数是这样的：
枚举默认构造函数的写入如下：
如果枚举类有定义构造函数，那么在字节码中仍然需要将这两个形参添加到Java源代码的形参列表之前，且必须调用Enum的这个父类构造函数。
所以枚举字段的创建对于上面的A来说就像下面这样：
$VALUES的赋值不太一样，它是委托到了另一个方法$values生成的。这个方法带有ACC_PRIVATE、ACC_STATIC和ACC_SYNTHETIC访问标志，且方法返回值是该类的数组，形参列表为空。它的作用就是创建一个数组，并将所有枚举字段按顺序存储进数组之中并返回。对于上面的Test就是这样的：
在静态初始化中，$VALUES直接由$values的返回值赋值：
我们用到的values是另一个方法，也是由编译器自动生成的。它返回的是$VALUES的副本，Java的代码像这样：
// 可以注意到这个方法不存在try-catch，即使clone定义了抛出CloneNotSupportedException。JVM对这种异常处理不检查，可以说在字节码范围内，异常处理是可有可无的。
字节码像这样：
另一个会自动创建的方法，valueOf，用Java表示是这样的：
字节码写入如下：
到这里一个完整的枚举才写完。可以看到我们必须写出$VALUES、$values、values、valueOf这些字段和方法，非常的麻烦。即使一个非常简单的枚举也必须有所有这些要素，所以枚举的写入很繁琐，还要注意别忘了它的组件。
四.记录
记录也是一种特殊的类，它在Java 14开始加入。和普通的类相比，它有下面的不同之处：
不能单独定义实例字段，所有终态实例字段都要在类之后的括号定义。
继承于java.lang.Record，且都为final。
自动生成toString、hashCode和equals。（除非自行定义）
作为内部类时等效静态。
写入一个记录，在visit时必须带有ACC_FINAL和ACC_RECORD访问标志，并且要继承java/lang/Record。接下来以下面的记录作为例子：
在写入时要这样定义：
对于记录的终态实例字段（也可以叫记录字段），它只能含有ACC_PRIVATE和ACC_FINAL这两个访问标志。它需要两次定义：一次是普通的字段定义，使用visitField；另一次是记录组件的定义，使用visitRecordComponent，在定义字段之前写入。这里的a就像下面这样定义：
每个记录字段都有自动生成的对应的getter，代码很简单，就像下面这样：
字节码像这样写：
记录的默认构造函数和记录字段有关，形参列表正好和记录字段的顺序一致。对于上面的Test，构造函数是这样的：
转换成字节码如下：
记录必须有toString、hashCode、equals这三个方法，这是因为在Record中声明了它们3个是抽象的。如果我们不自己写这三个方法，那么系统在编译的时候会自动生成。
自动生成的这三个方法都用到了invokedynamic，使用的引导方法都是java.lang.runtime.ObjectMethods.bootstrap。这个方法的定义是：
其中names是记录实例字段的名称序列，用分号;隔开。
下面仅给出toString的代码，另两个除了methodName和type不同外没有差别。
到这里记录才算写入完毕。
到这里类的结构就结束了，接下来的文章将讨论好玩的东西（因为还没想出来）。
这系列专栏没有特殊声明都是Java 17的字节码，请注意使用。
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