SolarSecurity Mar 17 2020 at 10:00

Сравнительный анализ некоторых Java-декомпиляторов

17 min

15K

Солар corporate blogProgramming*Java*Reverse engineering*Software

В этой статье будут рассмотрены четыре декомпилятора — Fernflower, CFR, Procyon и jadx — и произведено их сравнение по нескольким параметрам.

Дисклеймер: сравнение неформальное и не претендует на научность. Скорее, это просто обзор всех актуальных (на осень 2019) декомпиляторов Java-байткода.

Автор — Анна Явейн (brontozyablik), разработчица Solar appScreener

Предыстория

Наш инструмент — Solar appScreener — предназначен для поиска уязвимостей в коде. Среди прочих языков он может анализировать и Java-байткод. Но самого по себе анализа мало: нужно показать результаты пользователю так, чтобы он мог интегрировать их в процесс разработки. Для этого недостаточно просто сказать "посмотрите на 147-ую байткод-инструкцию в методе таком-то". Чтобы эта информация была полезна программисту, нужно как-то сопоставить эти ошибки с исходным кодом.

Сразу же возникает проблема: а что делать, если исходники недоступны? Решение: можно декомпилировать байткод, найти в нем строки, соответствующие выявленным уязвимостям, и показывать пользователю сообщения об ошибках, привязанные к строкам в декомпилированном коде.

Итого, нам нужно уметь делать две вещи:

декомпилировать байткод;
строить соответствие между инструкциями в байткоде и строками исходного кода.

Спойлер: ни в одном из известных декомпиляторов (UPD: кроме Fernflower'а) нету инструментария для того, чтобы осуществить второе. Так что соответствие между ошибками и строками декомпилированного кода мы строим отдельным этапом, уже после декомпиляции. О том, как это делается, рассказано в статье моего коллеги.

А сейчас я расскажу вам о первом пункте: собственно, декомпиляции.

Что нам нужно от декомпилятора

Разные декомпиляторы заточены под разные задачи. Например, заявлено, что Fernflower — аналитический (analytical) декомпилятор. Что это значит, нигде толком не объясняется, но по идее этот компилятор акцентирует внимание на более глубоком анализе и деобфускации кода. Для нас эта функциональность не очень важна (во всяком случае, при отображении результатов анализа). В целом, приоритетом для нас является понятность и читаемость получающегося кода.

Так что основные требования к инструментам таковы:

читаемый и (по возможности) корректный код в результате;
поддержка синтаксического сахара (foreach, try-with-resources, etc).

Сравнение проводилось, исходя из этих соображений, и может быть неприменимо в случаях, когда к декомпиляторам предъявляются иные требования.

Инструменты

Для сравнения были выбраны четыре опенсорсных проекта (были взяты самые актуальные версии на момент написания этого текста — осень 2019 года). Остальные были забракованы еще на предварительном этапе и подробно не анализировались.

Fernflower — опенсорсный декомпилятор, на текущий момент разрабатываемый и поддерживаемый компанией JetBrains. Код можно посмотреть на GitHub.
CFR (0.146) — декомпилятор, написанный, судя по всему, одним человеком, который говорит, что сделал это "for fun". Репозиторий на GitHub. Сайт с информацией о проекте.
Procyon (0.5.36) — набор инструментов, относящихся к генерации и анализу кода на Java. Среди них есть и декомпилятор. Этот проект хостится на Bitbucket.
jadx (1.0.0) — компилятор, предназначенный для компиляции байткода для Dalvik, а не для JVM. Исходники выложены на GitHub.

Полный список декомпиляторов, которые были рассмотрены, но не освещены подробно,

спрятан здесь.

JD-Core (он же JD Project) — не опубликовано ни библиотеки, ни исходников (только плагины для сред разработки и gui).
UPD: исходники были выложены на GitHub.
Krakatau — написан на питоне, почти не обновляется, не поддерживает Java 8.
JAD — безнадежно устарел (не поддерживает даже Java 5).

Есть еще декомпиляторы, работающие только под Windows: Cavaj, DJ Java Decompiler, JBVD, AndroChef. Вероятно, где-то существуют еще какие-то декомпиляторы, но мне о них ничего не известно. И это, вероятно, к лучшему...

Краткая техническая информация о декомпиляторах:

	Fernflower	CFR	Procyon	jadx
Лицензия	Apache 2.0	MIT	Apache 2.0	Apache 2.0
Библиотека	неофициальное зеркало на гитхабе	Maven: org.benf.cfr	Maven: org.bitbucket.mstrobel	Bintray
Какие версии Java поддерживает	не указано	8, частично 9	большая часть 8	частично 8
Написан на	Java 8	Java 6	Java 7	Java 8
Документация	нет	есть!	немножко	README на гитхабе

Важно не забывать, что jadx в первую очередь предназначен для проектов под Android. И чтобы анализировать код, написанный под jvm, декомпилятор сначала конвертирует его с помощью инструмента dx. Поскольку эта конвертация сама по себе бывает некорректна, адекватное сравнение jadx с другими инструментами провести невозможно, поэтому в большинстве случаев функционал jadx рассматривается отдельно.

Также jadx поддерживает DEX только до 37 версии, из-за чего у него возникают проблемы, например, с обработкой лямбд.

Сравнение

В сравнении участвовали Fernflower (версия с Гитхаба за 16.09.19), CFR (0.146), Procyon (0.5.36) и jadx (1.0.0). При этом сравнение с jadx проводилось не по всем параметрам.

Проект, на котором производилось сравнение, — сам Fernflower, так как у него относительно большая кодовая база, написанная целиком на Java 8. Причем в коде активно используются разные фичи языка. Код на более актуальной версии Java использовать было нельзя — Procyon не поддерживает Java 9 вообще, а CFR гарантирует поддержку только некоторых фич (про Fernflower ничего официально не сказано).

Строки запуска спрятаны тут

java -jar fernflower.jar -dgs=1 -asc=1 -ind="    " <input-jar> <output-dir>
java -jar cfr-0.146.jar <input-jar> --outputpath <output-dir>
java -jar procyon-decompiler-0.5.36.jar -jar <input-jar> -o <output-dir>
./bin/jadx -d <output-dir> <input-jar> --show-bad-code

Если вам неинтересны детали и вы хотите сразу посмотреть результаты, это можно сделать в этом разделе.

Метрики

Поддержка и активность проекта.
Количество ошибок при сборке результата декомпиляции.
Скорость.
Обработка некоторых фич языка.

Поддержка и активность проекта

Fernflower

С одной стороны, этот декомпилятор используется в Intellij IDEA, что гарантирует жизнь и поддержку этого проекта.

С другой стороны, Fernflower — часть проекта Intellij IDEA. У самого декомпилятора нет даже отдельного репозитория на гитхабе (только упомянутое выше неофициальное зеркало, ссылка на которое — единственный способ подключить Fernflower к своему проекту как зависимость).

Если судить по репозиторию на гитхабе, активного добавления новых фич в этот проект не наблюдается. Последний коммит в master случился 3 месяца назад (состояние на осень 2019). Точнее понять, что происходит с этим проектом, трудно, так как кодовая база является частью репозитория Intellij IDEA.

CFR

Код пишется одним человеком, но релизы происходят регулярно (по нескольку раз в год). На все замечания, отправленные мной автору на почту, он ответил в течение нескольких дней и исправил ошибки в течение недели-двух. Только за время написания этой статьи вышел новый релиз (0.147), в котором починена одна из упомянутых ошибок.

Также этот проект относительно быстро развивается, и поддержка новых фич появляется в нем довольно оперативно.

Procyon

Проект поддерживается, этим летом (2019) даже был новый релиз. Но в этом релизе не было добавлено никаких новых фич, только починены старые баги. В общем, создается впечатление, что проект не забыт, но развиваться он больше не будет.

jadx

Этот декомпилятор постоянно развивается, репозиторий и ишью-трекер на гитхабе очень живые и активные. 20 июня 2019 произошел релиз версии 1.0.0. Новые фичи и поддержка более актуальных версий DVM добавляются.

Количество ошибок при сборке результата декомпиляции

Суть сравнения в том, что все декомпиляторы были запущены на одном проекте, а результаты декомпиляции собраны. Это позволило получить общее представление о том, какие ошибки может допускать каждый из декомпиляторов и насколько вообще адекватен получающийся при декомпиляции код.

В этой секции jadx не рассматривается, так как он бросает 39 исключений при декомпиляции fernflower.jar и, следовательно, в принципе не декомпилирует большое количество кода.

Для начала заметим, что есть три класса ошибок: синтаксические (их не выявлено ни одной, хотя еще несколько версий назад в CFR их было несколько); семантические ошибки, связанные с типами (неправильно выведенные параметры у дженериков, ненайденные методы, некорректные приведения типов), и все остальные семантические ошибки.

Причины, по которым ошибки, связанные с выведением типов, выделены в отдельную категорию:

декомпиляторы теоретически не способны полностью корректно восстановить типы;
эти ошибки встречаются чаще, чем все остальные вместе взятые;
они относительно мало влияют на читаемость кода.

К тому же, количество ошибок, связанных с выводом типов, примерно одинаково (хотя CFR все-таки проигрывает соперникам).

Из всего этого можно сделать вывод, что нам гораздо интереснее не связанные с типами ошибки.

	Все семантические	Связанные с типами	Остальные
Fernflower	101	65	36
CFR	82	80	2
Procyon	79	61	16

В коде, сгенерированном с помощью Fernflower, таких ошибок больше всего, причем 34 из 36 — это ошибки вида variable <var> is already defined. Две ошибки у CFR тоже связаны с переопределением переменных. В случае Procyon'а большинство (10 из 16) ошибок происходят из-за того, что переменная типа boolean используется в качестве индекса массива. Это происходит из-за некорректной обработки тернарных операторов (подробнее этот случай рассмотрен в секции ниже).

Отдельно стоит заметить, что CFR — единственный из трех декомпиляторов, улучшивший свои показатели за последние 4 месяца. Раньше у него было 10 ошибок, не связанных с типами и 72 — про типы. Из этого можно предположить, что большое количество "типовых" ошибок у CFR связано с тем, что остальных ошибок у него меньше и, следовательно, больше пространства для неправильного вывода типов.

Скорость

Дисклеймер: еще раз замечаю, что это исследование не претендует на какую-либо научность.

Сравнение скорости работы было проведено достаточно топорно: проекты запускались на среднего размера джарниках по несколько раз, после чего выяснялось минимальное время работы.

Здесь приведены результаты для 100 итераций на JAR-файле размером 5.2M (JAR-файл, естественно, состоит только из .class файлов).

	Время в секундах
Fernflower	74
CFR	43
Procyon	74

В следующей таблице — результаты для 15 запусков на JAR-файле в 14M.

	Время в секундах
Fernflower	939
CFR	128
Procyon	573

По результатам можно предположить, что в этих декомпиляторах используются алгоритмы с разной асимптотикой. При этом CFR работает стабильно быстрее конкурентов, а на больших входных файлах Fernflower начинает довольно сильно тормозить. Впрочем, 14M — это очень много памяти для архива .class файлов и в реальности такие проекты попадаются довольно редко.

Обработка конкретных фич языка

Здесь я просто рассмотрела несколько важных конструкций языка и сравнила то, насколько качественно они обрабатываются разными декомпиляторами.

Краткое резюме этого параграфа показано в таблице ниже. При этом надо не забывать, что результаты, показанные jadx, не вполне релевантны. Для jadx в следующей секции проведен отдельный разбор, в котором в качестве подопытного взят Android-проект.

Для начала рассмотрим конструкции, с обработкой которых не справился только один из инструментов.

for-each

FullInstructionSequence.java

for (ExceptionHandler handler : handlers) {
    handler.from_instr = this.getPointerByAbsOffset(handler.from);
    handler.to_instr = this.getPointerByAbsOffset(handler.to);
    handler.handler_instr = this.getPointerByAbsOffset(handler.handler);
}

Fernflower всегда раскрывает for-each конструкции через итераторы. Причем делает он это не вполне корректно.

Например, здесь handler засоряет внешнюю область видимости, из-за чего может происходить переопределение переменной. К тому же, у итератора var3 не указан параметр типа, что приводит к unchecked cast в четвертой строке:

ExceptionHandler handler;
for (Iterator var3 = handlers.iterator(); var3.hasNext(); handler.handler_instr = this.getPointerByAbsOffset(handler.handler)) {
    handler = (ExceptionHandler)var3.next();
    handler.from_instr = this.getPointerByAbsOffset(handler.from);
    handler.to_instr = this.getPointerByAbsOffset(handler.to);
}

Тернарный оператор при индексации массива

SSAConstructorSparseEx.java

varmaparr[varmaparr[1] == null ? 0 : 1]

Стандартная и очень неприятная ошибка Procyon'а. Разобраться, что хотел сказать автор, не имея исходного кода под рукой, — задача не очень тривиальная, особенно в более сложных случаях:

varmaparr[varmaparr[1] != null];

Статическое поле в интерфейсе

IFernflowerPreferences.java

public interface IFernflowerPreferences {
    Map<String, Object> DEFAULTS = getDefaults();

    static Map<String, Object> getDefaults() { ... }
}

Загадочная ошибка, воспроизводящаяся только при использовании Procyon. Атрибут default, указанный вместо static в определении getDefaults(), порождает ошибку:

public interface IFernflowerPreferences {
    public static final Map<String, Object> DEFAULTS = getDefaults();

    // Error: non-static method getDefaults() 
    // cannot be referenced from a static context.    
    default Map<String, Object> getDefaults() { return ... }
}

Остальные ошибки

Дальше рассмотрено некоторое количество более сложных случаев, с которыми не справляется уже большее количество инструментов.

Чтобы не пугать народ, они спрятаны под спойлером.

Явный unboxing

VarVersionPair.java

VarVersionsProcessor.java

public class VarVersionPair {   
    public final int var;
    public final int version;

    public VarVersionPair(int var, int version) {
        this.var = var;
        this.version = version;
    }

    public VarVersionPair(Integer var, Integer version) {
        this.var = var;
        this.version = version;
    }
}

////////////////// 

new VarVersionPair(ent.getKey().var /* int */, version.intValue() /* int */);

Fernflower

Неоднозначность при вызове конструктора.

public class VarVersionPair {
    public final int var;
    public final int version;

    public VarVersionPair(int var, int version) {
        this.var = var;
        this.version = version;
    }

    public VarVersionPair(Integer var, Integer version) {
        this.var = var;
        this.version = version;
    }
}

////////////////////////

new VarVersionPair(((VarVersionPair)ent.getKey()).var/* int */, version/* Integer */);

Procyon

public class VarVersionPair {
    public final int var;
    public final int version;

    public VarVersionPair(final int var, final int version) {
        this.var = var;
        this.version = version;
    }

    public VarVersionPair(final Integer var, final Integer version) {
        this.var = var;
        this.version = version;
    }
}

////////////////////////

new VarVersionPair(ent.getKey().var /* int */, (int)version /* int */);

CFR

public class VarVersionPair {
    public final int var;
    public final int version;

    public VarVersionPair(int var, int version) {
        this.var = var;
        this.version = version;
    }

    public VarVersionPair(Integer var, Integer version) {
        this.var = var;
        this.version = version;
    }
}

////////////////////////

new VarVersionPair(ent.getKey().var /* int */, (int)version /* int */);

dx + jadx

Работает корректно, но есть лишние приведения типов.

public class VarVersionPair {
    public final int var;
    public final int version;

    public VarVersionPair(int var, int version) {
        this.var = var2;
        this.version = version2;
    }

    public VarVersionPair(Integer var, Integer version) {
        this.var = var.intValue();
        this.version = version.intValue();
    }
}

////////////////////////

new VarVersionPair(((VarVersionPair) ent.getKey()).var /* int */, ((Integer) it.next()).intValue() /* int */);

Try-with-resources

ConsoleDecompiler.java

try (Writer out = new OutputStreamWriter(...)) {
    <try-body>
}
catch (IOException ex) {
   <catch-body>
}

Fernflower

Очевидно, не поддерживает try-with-resources совсем. Зато можно оценить, насколько сложно переписать его через обычный try-catch. Результат неоднозначный (:

try {
    Writer out = new OutputStreamWriter(...);
    Throwable var8 = null;
    try {
        <try-body>
    } catch (Throwable var18) {
        var8 = var18;
        throw var18;
    } finally {
        if (out != null) {
            if (var8 != null) {
                try {
                    out.close();
                } catch (Throwable var17) {
                    var8.addSuppressed(var17);
                }
            } else {
                out.close();
            }
        }
    }
} catch (IOException var20) {
    <catch-body>
}

CFR

У этого декомпилятора наблюдается регрессия: в версии 0.142 try-with-resources обрабатывался нормально, а в версии 0.146 начал появляться лишний try.

UPD: эта ошибка исправлена в версии 0.147.

try {
    try (OutputStreamWriter out = new OutputStreamWriter(...);){
        out.write(content);
    }
}
catch (IOException ex) {
    <catch-body>
}

Procyon

try (final Writer out = new OutputStreamWriter(...)) {
    out.write(content);
}
catch (IOException ex) {
    <catch-body>
}

dx + jadx (with `--show-bad-code` option)

jadx не справляется и честно сообщает об этом.

/* JADX WARNING: Code restructure failed: missing block: B:20:0x0048, code lost:
    r3 = move-exception;
 */
/* JADX WARNING: Code restructure failed: missing block: B:21:0x0049, code lost:
    if (r2 != null) goto L_0x004b;
 */
/* JADX WARNING: Code restructure failed: missing block: B:22:0x004b, code lost:
    if (r4 != null) goto L_0x004d;
 */
/* JADX WARNING: Code restructure failed: missing block: B:24:?, code lost:
    r2.close();
 */
/* JADX WARNING: Code restructure failed: missing block: B:26:?, code lost:
    throw r3;
 */
/* JADX WARNING: Code restructure failed: missing block: B:29:0x0056, code lost:
    r2.close();
 */
...
try {
    Writer out = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(file), StandardCharsets.UTF_8);
    Throwable th = null;
    <try-body>
    if (out == null) {
        return;
    }
    if (th != null) {
        try {
            out.close();
        } catch (Throwable th2) {
            th.addSuppressed(th2);
        }
    } else {
        out.close();
    }
} catch (IOException ex) {
    <catch-body>
} catch (Throwable th3) {
    r4.addSuppressed(th3);
}

Лямбды

ClassReference14Processor.java

graph.iterateExprents(exprent -> {
    for (Entry<ClassWrapper, MethodWrapper> ent : mapClassMeths.entrySet()) {
        <body>
    }
    return 0;
});

Fernflower

Лямбда обрабатывается корректно. Проблемы с for-each не связаны с лямбдой и воспроизводятся без нее (см секцию про for-each).

graph.iterateExprents((exprentx) -> {
    Iterator var3 = mapClassMeths.entrySet().iterator();
    while(var3.hasNext()) {
        Entry<ClassWrapper, MethodWrapper> ent = (Entry)var3.next();
        <body>
    }
    return 0;
});

Procyon

for-each внутри лямбды обработан некорректно (при этом с самой конструкцией for-each Procyon обычно нормально справляется). При этом объявления переменных ent и iterator2 оказались вынесенными из лямбды, что привело к ошибке сборки, так как ent не является effectively final переменной.

final Iterator<Map.Entry<ClassWrapper, MethodWrapper>> iterator2;
Map.Entry<ClassWrapper, MethodWrapper> ent;

graph.iterateExprents(exprent -> {
    // it probably tried to initialize iterator here but it failed miserably...
    mapClassMeths.entrySet().iterator();   
        while (iterator2.hasNext()) {
        ent = iterator2.next();
        <body>
    }
    return 0;
});

CFR

graph.iterateExprents(exprent -> {
    for (Map.Entry ent : mapClassMeths.entrySet()) {
        <body>
    }
    return 0;
});

dx + jadx

jadx пока не поддерживает некоторые новые инструкции. На Гитхабе есть соответствуюшая задача.

/*
// Can't load method instructions: Load method exception: Unknown instruction: 'invoke-custom/range' in method: 
    org.jetbrains.java.decompiler.main.ClassReference14Processor.processClassRec(org.jetbrains.java.decompiler.main.ClassesProcessor$ClassNode, java.util.Map, java.util.Set):void, dex: classes.dex
*/
throw new UnsupportedOperationException("Method not decompiled: org.jetbrains.java.decompiler.main.ClassReference14Processor.processClassRec(org.jetbrains.java.decompiler.main.ClassesProcessor$ClassNode, java.util.Map, java.util.Set):void");

Две инициализации в одном `for`

SwitchInstruction.java

for (int i = 0, k = 0; i < len; i++, k++) {
    if (<condition>) {
        ...
        k++;
    }
    ...
}

Fernflower

Переменная i вынесена во внешний скоуп и вызывает переопределение.

int i = 0;
for(int k = 0; i < len; ++k) {
    if (<condition>) {
        ...
        ++k;
    }
    ...
    ++i;
}

Procyon

for (int i = 0, k = 0; i < len; ++i, ++k) {
    if (<condition>) {
        ...
        ++k;
    }
    ...
}

CFR

Здесь во внешнюю область видимости выносятся уже две переменные (но при этом переопределения не происходит).

int i = 0;
int k = 0;
while (i < len) {
    if (<condition>) {
        ...
        ++k;
    }
    ...
    ++i;
    ++k;
}

dx + jadx

Так же, как и с CFR.

int i = 0;
int k = 0;
while (i < len) {
    if (<condition>) {
        ...
        k++;
    }
    ...
    i++;
    k++;
}

Generics

Пара простых примеров из великого множества ошибок с выведением типа.

ConcatenationHelper.java

List<Exprent> lstOperands = new ArrayList<>();

Fernflower

ArrayList lstOperands = new ArrayList();

Procyon

final List<Exprent> lstOperands = new ArrayList<Exprent>();

CFR

ArrayList<Exprent> lstOperands = new ArrayList<Exprent>();

dx + jadx

List<Exprent> lstOperands = new ArrayList<>();

VarTypeProcessor.java

LinkedList<Statement> stack = new LinkedList<>();
stack.add(root);                // root : RootStatement
stack.addAll(stat.getStats());  // stat.getStats() : Collection<Statements>

Fernflower

unchecked assignment в первой строке.

LinkedList<Statement> stack = new LinkedList();
stack.add(root);
stack.addAll(stat.getStats())

Procyon

Работает, хотя и ценой лишнего и бессмысленного приведения типов.

final LinkedList<Statement> stack = new LinkedList<Statement>();
stack.add(root);
stack.addAll((Collection<? extends Statement>)stat.getStats());

CFR

Последняя строка не компилируется потому, что Statement нельзя добавить в список объектов типа <RootStatement>.

LinkedList<RootStatement> stack = new LinkedList<RootStatement>();
stack.add(root);
stack.addAll(stat.getStats());

dx + jadx

LinkedList<Statement> stack = new LinkedList<>();
stack.add(root);
stack.addAll(stat.getStats());

Statement.java

protected HashSet<Statement> continueSet = new HashSet<>();
...
continueSet.addAll(st.buildContinueSet());

Fernflower

protected HashSet<Statement> continueSet = new HashSet<>();
...
this.continueSet.addAll(st.buildContinueSet());

Procyon

Ошибка компиляции на последней строке.

protected HashSet<Statement> continueSet;
...
public Statement() {
    this.continueSet = new HashSet<Statement>();
    ...
}
...
this.continueSet.addAll((Collection<?>)st.buildContinueSet());

CFR

protected HashSet<Statement> continueSet = new HashSet<>();;
...
this.continueSet.addAll(st.buildContinueSet());

dx + jadx

protected HashSet<Statement> continueSet;
...
this.continueSet.addAll(st.buildContinueSet());

Работа jadx на dex файле

Дополнительно я посмотрела, как работает jadx на настоящем Android проекте — AntennaPod (приложение для прослушивания подкастов).

Самые одиозные ошибки и странности тут.

Статические поля

У jadx регулярно возникают проблемы с доступом к статическим полям. Например, байткод, полученный из таких исходников:

private static Context context;

public static void init(Context context) {
  UpdateManager.context = context;
  ...
}

он превращает в такое:

private static Context context;

public static void init(Context context) {
  context = context;
  ...
}

Лямбды и анонимные классы

На каждую лямбду или анонимный класс jadx генерирует отдельный именованный класс, например, из такой безобидной лямбды:

(item1, item2) -> compareLong(item1.timePlayed, item2.timePlayed)

получается такое:

/* compiled from: lambda */
/* renamed from: de.danoeh.antennapod.core.storage.-$$Lambda$DBReader$J14FiokVfxZ2H5XUZEtHQOEEq_0 */
public final /* synthetic */ class $$Lambda$DBReader$J14FiokVfxZ2H5XUZEtHQOEEq_0 implements Comparator {
  public static final /* synthetic */ 
  $$Lambda$DBReader$J14FiokVfxZ2H5XUZEtHQOEEq_0 INSTANCE 
            = new $$Lambda$DBReader$J14FiokVfxZ2H5XUZEtHQOEEq_0();

  private /* synthetic */ $$Lambda$DBReader$J14FiokVfxZ2H5XUZEtHQOEEq_0() { }

  public final int compare(Object obj, Object obj2) {
    return DBReader.compareLong(((StatisticsItem)obj).timePlayed, 
                                ((StatisticsItem)obj2).timePlayed);
  }
}

Хтонический ужас с добавлениями и удалениями переменных

Иногда количество переменных резко увеличивается после декомпиляции. Было:

public Feed(...) {
    this(id, lastUpdate, title, null, link, 
         description, paymentLink, author, 
         language, type, feedIdentifier, imageUrl,
         fileUrl, downloadUrl, downloaded, 
         new FlattrStatus(), false, null, null, false);
}

Стало:

public Feed(...) {
    long j = id;
    String str = lastUpdate;
    String str2 = title;
    String str3 = link;
    String str4 = description;
    String str5 = paymentLink;
    String str6 = author;
    String str7 = language;
    String str8 = type;
    String str9 = feedIdentifier;
    String str10 = imageUrl;
    String str11 = fileUrl;
    String str12 = downloadUrl;
    boolean z = downloaded;
    FlattrStatus flattrStatus = r5;
    FlattrStatus flattrStatus2 = new FlattrStatus();
    this(j, str, str2, null, str3, 
         str4, str5, str6, 
         str7, str8, str9, str10, 
         str11, str12, z, 
         flattrStatus, false, null, null, false);
}

А иногда, наоборот, jadx решает выкинуть парочку неугодных ему переменных. Были переменные:

URL url = new URI(BASE_SCHEME, BASE_HOST, 
                  String.format("/api/2/tags/%d.json", count), null).toURL();
Request.Builder request = new Request.Builder().url(url);
String response = executeRequest(request);
JSONArray jsonTagList = new JSONArray(response);

и не стало переменных:

JSONArray jsonTagList 
    = new JSONArray(executeRequest(new Builder().url(
        new URI(BASE_SCHEME, 
                this.BASE_HOST,
                String.format("/api/2/tags/%d.json", 
                new Object[]{Integer.valueOf(count)}), null).toURL())));

Очень странный случай

Непонятно как, но jadx из этого:

final String action = intent.getStringExtra(ARG_ACTION);
if (action != null) {
  switch(action) {
    case ACTION_SYNC:
      <code1>
    case ACTION_SYNC_SUBSCRIPTIONS:
      <code2>
    case ACTION_SYNC_ACTIONS:
      <code3>
    default:
      <code4>
  }
}

умудрился получить это:

String action = intent.getStringExtra(ARG_ACTION);
        if (action != null) {
            Object obj = -1;
            int hashCode = action.hashCode();
            if (hashCode != -1744995379) {
                if (hashCode != 29421060) {
                    if (hashCode == 1497029227 && action.equals(ACTION_SYNC_ACTIONS)) {
                        obj = 2;
                    }
                } else if (action.equals(ACTION_SYNC_SUBSCRIPTIONS)) {
                    obj = 1;
                }
            } else if (action.equals(ACTION_SYNC)) {
                obj = null;
            }
  switch (obj) {
    case null:
      <code1>
    case 1:
      <code2>
    case 2:
      <code3>
    default:
      <code4>
  }
}

И еще раз

if(item != null) {
    return item.getId() == id;
}

превращается в...

FeedItem feedItem = this.item;
boolean z = true;
if (feedItem != null) {
    if (feedItem.getId() != id) {
        z = false;
    }
    return z;
}

В общем, можно подытожить, что код, декомпилированный jadx, не очень стабилен в плане читаемости, хотя при этом довольно неплох со стороны корректности и разнообразия обрабатываемых конструкций. При этом редкие, но кошмарные ситуации, когда jadx добавляет в код 15 ненужных переменных или раскрывает простейший switch-case через if-else с тремя уровнями вложенности, очень портят впечатление от получающегося в результате кода.

Результаты

По результатам сравнения можно сказать следующее:

CFR

Обгоняет конкурентов и по читаемости кода (лучше обрабатывает синтаксический сахар типа for-each, try-with-resources и другие, при этом результат содержит меньшее количество семантических ошибок), и по скорости (особенно это заметно на файлах большого размера). Также CFR стабильно развивается и поддерживается разработчиком.

Из минусов — проект относительно молодой, разрабатывается одним человеком и, предположительно, довольно сырой (в одном из релизов произошла небольшая регрессия, которую, правда, быстро исправили; еще полгода назад результирующий код мог содержать синтаксические ошибки).

Procyon

Более надежный и стабильный, но почти не развивается. Из-за этого начал отставать от CFR в смысле поддержки фич Java 9 и старше. Также Procyon до сих пор содержит довольно маргинальные баги (обработка некоторых тернарных операторов и статических полей в интерфейсах).

Fernflower

Не очень подходит для наших задач. Проигрывает конкурентам по скорости и качеству результата (во всяком случае на необфусцированных данных). С другой стороны, Fernflower используется в Intellij IDEA, что дает некоторые гарантии того, что проект не умрет в ближайшем будущем.

jadx

Единственный достойный (если вообще не единственный) декомпилятор, предназначенный для Android. Дает неплохие результаты, но работает нестабильно (иногда декомпилирует байткод в корректный, но абсолютно нечитаемый код). Не поддерживает некоторые фичи языка (например, try-with-resources) и некоторые инструкции DVM старше 37 версии. Для декомпиляции JAR файлов не подходит в принципе.

P.S. уже после написания этого текста, нашлась вот такая статья: очень подробное сравнение декомпиляторов. Статья формальная, научная, но оценивает декомпиляторы в основном со стороны корректности получающегося кода, не рассматривая такие метрики, как читаемость кода и скорость работы декомпилятора.

Tags:

Hubs:

Сравнительный анализ некоторых Java-декомпиляторов

Предыстория

Что нам нужно от декомпилятора

Инструменты

Сравнение

Метрики

Поддержка и активность проекта

Fernflower

CFR

Procyon

jadx

Количество ошибок при сборке результата декомпиляции

Скорость

Обработка конкретных фич языка

for-each

Тернарный оператор при индексации массива

Статическое поле в интерфейсе

Остальные ошибки

Явный unboxing

Fernflower

Procyon

CFR

dx + jadx

Try-with-resources

Fernflower

CFR

Procyon

dx + jadx (with --show-bad-code option)

Лямбды

Fernflower

Procyon

CFR

dx + jadx

Две инициализации в одном for

Fernflower

Procyon

CFR

dx + jadx

Generics

Fernflower

Procyon

CFR

dx + jadx

Fernflower

Procyon

CFR

dx + jadx

Fernflower

Procyon

CFR

dx + jadx

Работа jadx на dex файле

Статические поля

Лямбды и анонимные классы

Хтонический ужас с добавлениями и удалениями переменных

Очень странный случай

И еще раз

Результаты

CFR

Procyon

Fernflower

jadx

dx + jadx (with `--show-bad-code` option)

Две инициализации в одном `for`