如何在Java 22 ClassFile预览API中合并ClassTransform？

背景 #

开发性能分析器原型时，使用Java 22的ClassFile API操作类并注入字节码（统计方法调用次数、运行时长），通过Instrumentation API实现运行时类更新。单个类转换可正常工作，但多个转换无法合并，仅首个转换生效，其余被忽略。

生成CodeTransform的代码 #

private static CodeTransform generateMethodCodeTransform(int statisticsId, List<String> metricValues) {

    return new CodeTransform() {

        private int startSlot = 0;
        private int endSlot = 0;
        private int durationSlot = 0;

        @Override
        public void accept(CodeBuilder builder, CodeElement element) {

            if(metricValues.contains(ProfilerMethodMetric.RUNTIME.toString())) {

                if(element instanceof ReturnInstruction) {

                    builder.invokestatic(ClassDesc.of(System.class.getName()), "nanoTime", MethodTypeDesc.of(ConstantDescs.CD_long));
                    endSlot = builder.allocateLocal(TypeKind.LongType);
                    builder.lstore(endSlot);

                    builder.lload(endSlot);
                    builder.lload(startSlot);
                    builder.lsub();
                    durationSlot = builder.allocateLocal(TypeKind.LongType);
                    builder.lstore(durationSlot);

                    builder.invokestatic(ClassDesc.of(Profiler.class.getName()), "getProfilerStatistics", MethodTypeDesc.of(ClassDesc.of(ProfilerStatistics.class.getName())));
                    builder.ldc(statisticsId);
                    builder.invokevirtual(ClassDesc.of(ProfilerStatistics.class.getName()), "getMethodStatisticsById", MethodTypeDesc.of(ClassDesc.of(MethodStatistics.class.getName()), ConstantDescs.CD_int));
                    builder.lload(durationSlot);
                    builder.invokevirtual(ClassDesc.of(MethodStatistics.class.getName()), "trackRuntime", MethodTypeDesc.of(ConstantDescs.CD_void, ConstantDescs.CD_long));

                }

            }

            builder.with(element);

        }

        @Override
        public void atEnd(CodeBuilder builder) {

        }

        @Override
        public void atStart(CodeBuilder builder) {

            System.out.println("AT START METHOD CODE TRANSFORM");

            if(metricValues.contains(ProfilerMethodMetric.DEBUG.toString())) {
                builder.getstatic(ClassDesc.of(System.class.getName()), "out", ClassDesc.of(PrintStream.class.getName()));
                builder.ldc("DEBUG: This method is successfully injected");
                builder.invokevirtual(ClassDesc.of(PrintStream.class.getName()), "println", MethodTypeDesc.of(ConstantDescs.CD_void, ClassDesc.of(String.class.getName())));
            }

            if(metricValues.contains(ProfilerMethodMetric.CALLS.toString())) {
                builder.invokestatic(ClassDesc.of(Profiler.class.getName()), "getProfilerStatistics", MethodTypeDesc.of(ClassDesc.of(ProfilerStatistics.class.getName())));
                builder.ldc(statisticsId);
                builder.invokevirtual(ClassDesc.of(ProfilerStatistics.class.getName()), "getMethodStatisticsById", MethodTypeDesc.of(ClassDesc.of(MethodStatistics.class.getName()), ConstantDescs.CD_int));
                builder.invokevirtual(ClassDesc.of(MethodStatistics.class.getName()), "trackCall", MethodTypeDesc.of(ConstantDescs.CD_void));
            }

            if(metricValues.contains(ProfilerMethodMetric.RUNTIME.toString())) {
                builder.invokestatic(ClassDesc.of(System.class.getName()), "nanoTime", MethodTypeDesc.of(ConstantDescs.CD_long));
                startSlot = builder.allocateLocal(TypeKind.LongType);
                builder.lstore(startSlot);
            }

        }

    };

}

添加ClassTransform到列表的方式 #

transforms.add(ClassTransform.transformingMethodBodies(mm -> mm.equals(methodModel), codeTransform));

尝试的两种合并方式及现象 #

方式1：使用andThen()链式组合 #

按文档说明应串联转换，但最终无任何注入效果，所有转换失效：

ClassTransform combined = null;
for(ClassTransform t : transforms) {
    if(combined == null) {
        combined = t;
    } else {
        combined = combined.andThen(t);
    }
}

if(combined != null) {
    classfileBuffer = ClassFile.of().transform(classModel, combined);
}

方式2：循环依次转换类模型 #

每次转换后重新解析新模型，但仅首个转换生效，后续转换无变化，atStart()中的调试打印仅执行一次：

for(ClassTransform t : transforms) {
    classfileBuffer = ClassFile.of().transform(classModel, t);
    classModel = ClassFile.of().parse(classfileBuffer);
}

补充现象 #

3个转换中仅第一个生效，类文件哈希无后续变化，调试输出仅出现一次。BytecodeTransformer是ClassFileTransformer的包装接口，不影响问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Alexander Kiefer