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這篇文章主要講解了“如何使用java-agent”,文中的講解內(nèi)容簡(jiǎn)單清晰,易于學(xué)習(xí)與理解,下面請(qǐng)大家跟著小編的思路慢慢深入,一起來(lái)研究和學(xué)習(xí)“如何使用java-agent”吧!
首先編寫java-agent的監(jiān)控程序,靜態(tài)掛載的入口函數(shù)為premain。premain函數(shù)有兩種,區(qū)別是傳入?yún)?shù)不同。通常選擇帶有Instrumentation參數(shù),可以使用該變量完成代碼的熱替換。
public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst); public static void premain(String agentArgs);
下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的例子。在premain函數(shù)中,使用Instrumentation增加一個(gè)transformer。當(dāng)監(jiān)控的java應(yīng)用每次加載class的時(shí)候都會(huì)調(diào)用transformer。DefineTransformer是一個(gè)transformer,是ClassFileTransformer的實(shí)現(xiàn)。在它的transform函數(shù)的入?yún)⒅袝?huì)給出當(dāng)前加載的類名,類加載器等信息。樣例中我們只是打印了加載的類名。
import java.lang.instrument.ClassFileTransformer; import java.lang.instrument.Instrumentation; import java.security.ProtectionDomain; import javassist.*; public class PreMain { public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst) { System.out.println("agentArgs : " + agentArgs); inst.addTransformer(new DefineTransformer(), true); } static class DefineTransformer implements ClassFileTransformer{ @Override public byte[] transform(ClassLoader loader, String className, Class<?> classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain, byte[] classfileBuffer){ System.out.println("premain load Class:" + className); return classfileBuffer; } } }
運(yùn)行java-agent需要將上述程序打包成一個(gè)jar文件,在jar文件的MANIFEST.MF中需要包含以下幾項(xiàng)
Can-Redefine-Classes: true Can-Retransform-Classes: true Premain-Class: com.huawei.PreMain
Premain-Class聲明了這個(gè)jar的premain函數(shù)所在的類,java-agent加載jar包時(shí)會(huì)在PreMain類中尋找premain。Can-Redefine-Classes與Can-Retransform-Classes聲明為true,表示允許這段程序修改java應(yīng)用的代碼。
如果你是使用Maven的項(xiàng)目,可以使用增加下面的插件來(lái)自動(dòng)添加MANIFEST.MF
<plugin> <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId> <artifactId>maven-assembly-plugin</artifactId> <version>2.6</version> <configuration> <appendAssemblyId>false</appendAssemblyId> <descriptorRefs> <descriptorRef>jar-with-dependencies</descriptorRef> </descriptorRefs> <archive> <manifest> <addClasspath>true</addClasspath> </manifest> <manifestEntries> <Premain-Class>com.huawei.PreMain</Premain-Class> <Can-Redefine-Classes>true</Can-Redefine-Classes> <Can-Retransform-Classes>true</Can-Retransform-Classes> </manifestEntries> </archive> </configuration> <executions> <execution> <id>assemble-all</id> <phase>package</phase> <goals> <goal>single</goal> </goals> </execution> </executions> </plugin>
輸出jar文件之后,編寫一個(gè)hello world的java應(yīng)用編譯為hello.class,在啟動(dòng)應(yīng)用時(shí)使用如下命令
java -javaagent:/root/Java-Agent-Project-Path/target/JavaAgentTest-1.0-SNAPSHOT.jar hello
在執(zhí)行中就可以打印java虛擬機(jī)在運(yùn)行hello.class所加載的所有類。
java-agent的功能不僅限于輸出類的加載過(guò)程,通過(guò)下面這個(gè)樣例可以實(shí)現(xiàn)代碼的熱替換。首先編寫一個(gè)測(cè)試類。
public class App { public static void main( String[] args ) { try{ System.out.println( "main start!" ); App test = new App(); int x1 = 1; int x2 = 2; while(true){ System.out.println(Integer.toString(test.add(x1, x2))); Thread.sleep(2000); } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); System.out.println("main end"); } } private int add(int x1, int x2){ return x1+x2; } }
然后我們修改PreMain類中transformer,并通過(guò)Instrumentation添加這個(gè)transformer。與DefineTransformer一樣。
static class MyClassTransformer implements ClassFileTransformer { @Override public byte[] transform(final ClassLoader loader, final String className, final Class<?> classBeingRedefined, final ProtectionDomain protectionDomain, final byte[] classfileBuffer) { // 如果當(dāng)前加載的類是我們編寫的測(cè)試類,進(jìn)入修改。 if ("com/huawei/App".equals(className)) { try { // 從ClassPool獲得CtClass對(duì)象 final ClassPool classPool = ClassPool.getDefault(); final CtClass clazz = classPool.get("com.huawei.App"); //打印App類中的所有成員函數(shù) CtMethod[] methodList = clazz.getDeclaredMethods(); for(CtMethod method: methodList){ System.out.println("premain method: "+ method.getName()); } // 獲取add函數(shù)并替換,$1表示函數(shù)的第一個(gè)入?yún)? CtMethod convertToAbbr = clazz.getDeclaredMethod("add"); String methodBody = "{return $1 + $2 + 11;}"; convertToAbbr.setBody(methodBody); // 在add函數(shù)體之前增加一段代碼,同理也可以在函數(shù)尾部添加 String methodBody = "System.out.println(Integer.toString($1));"; convertToAbbr.insertBefore(methodBody); // 返回字節(jié)碼,并且detachCtClass對(duì)象 byte[] byteCode = clazz.toBytecode(); //detach的意思是將內(nèi)存中曾經(jīng)被javassist加載過(guò)的Date對(duì)象移除,如果下次有需要在內(nèi)存中找不到會(huì)重新走javassist加載 clazz.detach(); return byteCode; } catch (Exception ex) { ex.printStackTrace(); } } // 如果返回null則字節(jié)碼不會(huì)被修改 return null; } }
之后的步驟與之前相同,運(yùn)行會(huì)發(fā)現(xiàn)add函數(shù)的邏輯已經(jīng)被替換了。
動(dòng)態(tài)掛載是在應(yīng)用運(yùn)行過(guò)程中動(dòng)態(tài)的添加agent。技術(shù)原理是通過(guò)socket與目標(biāo)進(jìn)程通訊,發(fā)送load指令在目標(biāo)進(jìn)程掛載指定jar文件。agent執(zhí)行過(guò)程中的功能與靜態(tài)過(guò)載是完全相同的。在實(shí)施過(guò)程中,有幾點(diǎn)不同。首先入口函數(shù)名不同,動(dòng)態(tài)掛載的函數(shù)名是agentmain。與premain類似,有兩種格式。但通常采用帶有Instrumentation的那種。如下例所示
public class AgentMain { public static void agentmain(String agentArgs, Instrumentation instrumentation) throws UnmodifiableClassException { instrumentation.addTransformer(new MyClassTransformer(), true); instrumentation.retransformClasses(com.huawei.Test.class); } static class MyClassTransformer implements ClassFileTransformer { @Override public byte[] transform(final ClassLoader loader, final String className, final Class<?> classBeingRedefined, final ProtectionDomain protectionDomain, final byte[] classfileBuffer) { // 如果當(dāng)前加載的類是我們編寫的測(cè)試類,進(jìn)入修改。 if ("com/huawei/App".equals(className)) { try { // 從ClassPool獲得CtClass對(duì)象 final ClassPool classPool = ClassPool.getDefault(); final CtClass clazz = classPool.get("com.huawei.App"); //打印App類中的所有成員函數(shù) CtMethod[] methodList = clazz.getDeclaredMethods(); for(CtMethod method: methodList){ System.out.println("premain method: "+ method.getName()); } // 獲取add函數(shù)并替換,$1表示函數(shù)的第一個(gè)入?yún)? CtMethod convertToAbbr = clazz.getDeclaredMethod("add"); String methodBody = "{return $1 + $2 + 11;}"; convertToAbbr.setBody(methodBody); // 返回字節(jié)碼,并且detachCtClass對(duì)象 byte[] byteCode = clazz.toBytecode(); //detach的意思是將內(nèi)存中曾經(jīng)被javassist加載過(guò)的Date對(duì)象移除,如果下次有需要在內(nèi)存中找不到會(huì)重新走javassist加載 clazz.detach(); return byteCode; } catch (Exception ex) { ex.printStackTrace(); } } // 如果返回null則字節(jié)碼不會(huì)被修改 return null; } } }
功能與靜態(tài)加載相同。需要注意的是,Instrumentation增加了transformer之后,調(diào)用了retransformClasses函數(shù)。這是由于transformer只有在Java虛擬機(jī)加載class時(shí)才會(huì)調(diào)用。如果是通過(guò)動(dòng)態(tài)加載的方式,需要監(jiān)控的class文件可能已經(jīng)加載完成了。所以需要調(diào)用retransformClasses重新加載。
另外一點(diǎn)不同是MANIFEST.MF文件需要添加Agent-Class,如下所示
Can-Redefine-Classes: true Can-Retransform-Classes: true Premain-Class: com.huawei.PreMain Agent-Class: com.huawei.AgentMain
最后一點(diǎn)不同是加載方式不同。動(dòng)態(tài)掛載需要編寫一個(gè)加載腳本。如下所示,在這段腳本中,首先遍歷所有的java進(jìn)程,通過(guò)啟動(dòng)類名辨識(shí)需要監(jiān)控的進(jìn)程。通過(guò)進(jìn)程id獲取VirtualMachine實(shí)例,并加載agentmain的jar文件。
import com.sun.tools.attach.*; import java.io.IOException; import java.util.List; public class TestAgentMain { public static void main(String[] args) throws IOException, AttachNotSupportedException, AgentLoadException, AgentInitializationException{ //獲取當(dāng)前系統(tǒng)中所有 運(yùn)行中的 虛擬機(jī) System.out.println("running JVM start "); List<VirtualMachineDescriptor> list = VirtualMachine.list(); for (VirtualMachineDescriptor vmd : list) { System.out.println(vmd.displayName()); String aim = "com.huawei.App"; if (vmd.displayName().endsWith(aim)) { System.out.println(String.format("find %s, process id %s", vmd.displayName(), vmd.id())); VirtualMachine virtualMachine = VirtualMachine.attach(vmd.id()); virtualMachine.loadAgent("/root/Java-Agent-Project-Path/target/JavaAgentTest-1.0-SNAPSHOT.jar"); virtualMachine.detach(); } } } }
Scala與Java兼容性很好,所以使用java-agent監(jiān)控scala應(yīng)用也是可行的。但是仍然需要注意一些問(wèn)題。第一點(diǎn)是程序替換只對(duì)class有作用,對(duì)object是無(wú)效的。第二個(gè)問(wèn)題是,動(dòng)態(tài)替換中是將程序編譯為字節(jié)碼之后再去替換的。java-agent使用的是java的編譯規(guī)則,所以替換程序要使用java的語(yǔ)言規(guī)則,否則會(huì)出現(xiàn)編譯錯(cuò)誤。例如示例中使用System.out.println輸出參數(shù)信息,如果使用scala的println會(huì)出現(xiàn)編譯錯(cuò)誤。
感謝各位的閱讀,以上就是“如何使用java-agent”的內(nèi)容了,經(jīng)過(guò)本文的學(xué)習(xí)后,相信大家對(duì)如何使用java-agent這一問(wèn)題有了更深刻的體會(huì),具體使用情況還需要大家實(shí)踐驗(yàn)證。這里是億速云,小編將為大家推送更多相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的文章,歡迎關(guān)注!
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