用开关语句可以无限循环吗？

Question

我正在编写一个代码质量工具。我正在扫描源代码和编译类，寻找潜在的无限循环。

我无法想象有一种方式的源代码切换语句可以无限期地循环。我说错了吗？

转换语句编译为lookupswitch和tableswitch操作码。出于安全考虑，我需要检查编译类，并且在质量控制程序处理编译类之前允许字节码修改。说过，是否有可能只通过修改类或用汇编程序生成类来无限循环？

我已经处理了所有其他分支说明和陈述。

你的帮助会很感激的。

编辑:结论：

正如我所怀疑的，并根据这里提供的答案，源代码中的switch语句只能向前分支，但是字节码中的任何分支指令都有可能向后跳(假设字节码修改)。

Answer 1

话虽如此，通过修改类或用汇编程序生成类，是否有可能通过使用这些操作码来无限循环呢？

要有一个无限的循环，你必须回到某个地方。如果您修改了字节代码，那么在任何时候添加或更改跳转返回的地方都会发生这种情况。如果不是，它不能是一个循环，无限或其他。

Answer 2

有趣的是，您可以使用字节码版本1.6 (50)来完成这一任务，但如果验证失败，则不能使用字节码版本1.7 (51)。此代码(需要ASM5)工作正常，具有无限循环：

import org.objectweb.asm.ClassWriter;
import org.objectweb.asm.Label;
import org.objectweb.asm.MethodVisitor;
import static org.objectweb.asm.Opcodes.*;

public class LookupTest {
    public static void main(String[] args) throws InstantiationException,
            IllegalAccessException, ClassNotFoundException {
        new ClassLoader() {
            @Override
            protected Class<?> findClass(String name)
                    throws ClassNotFoundException {
                ClassWriter cw = new ClassWriter(ClassWriter.COMPUTE_MAXS
                        | ClassWriter.COMPUTE_FRAMES);
                // Create public class extending java.lang.Object
                cw.visit(V1_6, ACC_PUBLIC | ACC_SUPER, name, null,
                        "java/lang/Object", null);
                // Create default constructor
                MethodVisitor mv = cw.visitMethod(ACC_PUBLIC, "<init>", "()V",
                        null, null);
                mv.visitCode();
                // Call superclass constructor (this is required)
                mv.visitVarInsn(ALOAD, 0);
                mv.visitMethodInsn(INVOKESPECIAL, "java/lang/Object", "<init>",
                        "()V", false);
                // Create branch target
                Label target = new Label();
                mv.visitLabel(target);
                // System.out.println("Hello");
                mv.visitFieldInsn(GETSTATIC, "java/lang/System", "out",
                        "Ljava/io/PrintStream;");
                mv.visitLdcInsn("Hello");
                mv.visitMethodInsn(INVOKEVIRTUAL, "java/io/PrintStream",
                        "println", "(Ljava/lang/String;)V", false);
                // switch(0) {
                mv.visitInsn(ICONST_0);
                // default: goto target;
                // }
                mv.visitLookupSwitchInsn(target, new int[0], new Label[0]);
                mv.visitMaxs(-1, -1);
                mv.visitEnd();
                cw.visitEnd();
                byte[] bytes = cw.toByteArray();
                return defineClass(name, bytes, 0, bytes.length);
            }
        }.loadClass("LookupGotoTest").newInstance();
    }
}

但是，如果将V1_6替换为V1_7，则会出现以下错误：

Exception in thread "main" java.lang.VerifyError: Bad instruction
Exception Details:
  Location:
    LookupGotoTest.<init>()V @13: lookupswitch
  Reason:
    Error exists in the bytecode
  Bytecode:
    0x0000000: 2ab7 0008 b200 0e12 10b6 0016 03ab 0000
    0x0000010: ffff fff7 0000 0000                    
  Stackmap Table:
    full_frame(@4,{Object[#2]},{})

    at java.lang.Class.getDeclaredConstructors0(Native Method)
    at java.lang.Class.privateGetDeclaredConstructors(Class.java:2658)
    at java.lang.Class.getConstructor0(Class.java:3062)
    at java.lang.Class.newInstance(Class.java:403)
    at LookupTest.main(LookupTest.java:46)

但是，如果我选择前进跳转并添加goto指令，那么即使使用1.7字节码，它也能正常工作：

Label target2 = new Label();
// switch(0) {
mv.visitInsn(ICONST_0);
// default: goto target2;
// }
mv.visitLookupSwitchInsn(target2, new int[0], new Label[0]);
mv.visitLabel(target2);
// goto target
mv.visitJumpInsn(GOTO, target);

这种差异是由于不同的验证过程造成的:Java1.6之前的Java类没有StackMapTable，由类型推理验证，而版本1.7或更高的类由类型检查验证，类型检查对包括查找开关在内的各个指令都有单独的严格规则。

目前，我还不清楚在1.7+中是否真的不允许这样的指令，或者ASM只是生成了不正确的StackMapTable。

正如@Holger和@apangin所指出的，这可能是一个ASM缺陷，可以通过mv.visitLookupSwitchInsn(target, new int[]{1}, new Label[]{target});添加至少一个案例分支。因此，最后:是的，您可以使用任何字节码版本在交换机中生成反向分支。

Answer 3

在字节码级别，基本上一切都是gotos。表转换或查找开关指令只是要跳转到的偏移量列表。如果你想的话你可以让它向后跳。您不能让它直接跳转到自己，但这只是因为它每次从堆栈中弹出一个int。如果以int push作为前缀，则可以使用2指令循环。