javaAgent和bytebuddy浅谈

在prometheus监控jvm信息,java启动的时候要加上-javaagent:jmx_prometheus_javaagent-0.17.0.jar
skywaliking的时候也要-javaagent:skywalking-agent.jar启动项目,那么为什么要使用
javaagent的方式呢,是为了实现对应的功能的基础上又要实现项目的零侵入.Java字节码增强技术技术
Java Agent 又叫做 Java 探针,是在 JDK1.5 引入的一种可以动态修改 Java 字节码的技术。Java 类编译之后形成字节码被 JVM 执行,在 JVM 在执行这些字节码之前获取这些字节码信息,并且通过字节码转换器对这些字节码进行修改,来完成一些额外的功能。
gti地址:https://gitee.com/zhangjijige/agent-test.git
可以参考:https://www.jianshu.com/p/6967d4dfbc49
agent有两个接口

// 用于JVM刚启动时调用,其执行时应用类文件还未加载到JVM
public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst);
// 用于JVM启动后,在运行时刻加载
public static void agentmain(String agentArgs, Instrumentation inst);

项目运行的时候加上配置


image.png

-javaagent:C:\Users\DuoDuo\Desktop\agent\agentTest\target\agentTest-1.0-SNAPSHOT.jar
要使用自己的jar,jar包是agenTest生成的jar包,所以要用maven创建agentTest包,再调用MainClass类的main方法
示例中只使用了premain方法,当在jvm启动的时候,在premain方法中使用addTransformer方法添加了回调函数,每当创建类的时候,都会调用回调函数,有特殊的类比如Thead类,就会在调用premain方法之前被创建,也就是在后续创建Thread类时不回调用premain方法,不过是可以通过retransformClasses方法解决这个问题

替换原有的类
inst.addTransformer((loader, className, classBeingRedefined, protectionDomain, classfileBuffer)->{
//如果创建AgentServer类,用其余的类代替
            if(!"com.agent.AgentServer".equals(className)){
                return null;
            }else{
                FileInputStream fis = null;
                try{
//用自己的类,代替项目中的class文件
                    fis = new FileInputStream("C:\\Users\\Desktop\\com.agent.AgentServer.class");
                }catch(FileNotFoundException e){
                    e.printStackTrace();
                }
                int len = 0;
                try{
                    len = fis.available();
                }catch(IOException e){
                    e.printStackTrace();
                }
                byte[] data = new byte[len];
                try{
                    fis.read(data);
                    fis.close();
                    return data;
                }catch(IOException e){
                    e.printStackTrace();
                    return null;
                }
            }
        }, true);
        inst.addTransformer((loader, className, classBeingRedefined, protectionDomain, classfileBuffer)->{
            if(className == null || className != null && !className.contains("Thread")){
                return null;
            }else{
                System.out.println("Theard类重新被加载定义");
                return null;
            }
        }, true);
        //retransformClasses方法的作用,因为在调用premain方法之前,有些类时加载完的,比如Thread类
//这个应该理解,没有线程项目都没法运行,通过retransformClasses方法让Thread类再创建的时候,
//还会调用premain方法
        inst.retransformClasses(Thread.class);
        System.out.println("测试agent");
bytebuddy应用
AgentBuilder.Transformer transformer = new AgentBuilder.Transformer() {
            @Override
            public DynamicType.Builder<?> transform(DynamicType.Builder<?> builder,
                                                    TypeDescription typeDescription,
                                                    ClassLoader classLoader){
                return builder
                        // 拦截任意方法
                        .method(ElementMatchers.<MethodDescription>any())
                        // 指定方法拦截器,此拦截器中做具体的操作
                        .intercept(MethodDelegation.to(TimeInterceptor.class));
            }
        };

        AgentBuilder.Listener listener = new AgentBuilder.Listener() {
            @Override
            public void onTransformation(TypeDescription typeDescription, ClassLoader classLoader, JavaModule module, DynamicType dynamicType){
                System.out.println("onTransformation");
            }

            @Override
            public void onIgnored(TypeDescription typeDescription, ClassLoader classLoader, JavaModule module){
                System.out.println("onIgnored"+typeDescription.getName());
            }

            @Override
            public void onError(String typeName, ClassLoader classLoader, JavaModule module, Throwable throwable){
                System.out.println("onError"+typeName);
            }

            @Override
            public void onComplete(String typeName, ClassLoader classLoader, JavaModule module){
                System.out.println("onComplete"+typeName);
            }
        };

        new AgentBuilder
                .Default()
                // 指定需要拦截的类
                .type(ElementMatchers.nameStartsWith("com.agent"))
                .transform(transformer)
                .with(listener)
                .installOn(inst);
    }

TimeInterceptor类,写了方法的运行时间

public class TimeInterceptor {
    
    @RuntimeType
    public static Object intercept(@Origin Method method,
            @SuperCall Callable<?> callable) throws Exception {
        long start = System.currentTimeMillis();
        try {
            // 原方法执行
            return callable.call();
        } finally {
            System.out.println(method + ": cost " + (System.currentTimeMillis() - start) + "ms");
        }
    }
    
}

配置参数

在META-INF目录下的MANIFEST.MF文件需要配置的参数

Premain-Class: 包含 premain 方法的类(类的全路径名)
Agent-Class: 包含 agentmain 方法的类(类的全路径名)
Boot-Class-Path: 设置引导类加载器搜索的路径列表。查找类的特定于平台的机制失败后,引导类加载器会搜索这些路径。按列出的顺序搜索路径。列表中的路径由一个或多个空格分开。路径使用分层 URI 的路径组件语法。如果该路径以斜杠字符(“/”)开头,则为绝对路径,否则为相对路径。相对路径根据代理 JAR 文件的绝对路径解析。忽略格式不正确的路径和不存在的路径。如果代理是在 VM 启动之后某一时刻启动的,则忽略不表示 JAR 文件的路径。(可选)
Can-Redefine-Classes: true表示能重定义此代理所需的类,默认值为 false(可选)
Can-Retransform-Classes: true 表示能重转换此代理所需的类,默认值为 false (可选)
Can-Set-Native-Method-Prefix: true表示能设置此代理所需的本机方法前缀,默认值为 false(可选)
image.png

这些配置参数是通过maven的配置,再打包jar的时候会自动生成

<build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                <artifactId>maven-jar-plugin</artifactId>
                <version>2.2</version>
                <configuration>
                    <archive>
                        <manifestEntries>
                            <Project-name>${project.name}</Project-name>
                            <Project-version>${project.version}</Project-version>
                            <Premain-Class>AgentTest</Premain-Class>
                            <Can-Redefine-Classes>true</Can-Redefine-Classes>
                            <Can-Retransform-Classes>true</Can-Retransform-Classes>
                        </manifestEntries>
                    </archive>
                    <skip>true</skip>
                </configuration>
            </plugin>
            <plugin>
                <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                <artifactId>maven-shade-plugin</artifactId>
                <executions>
                    <execution>
                        <phase>package</phase>
                        <goals>
                            <goal>shade</goal>
                        </goals>
                    </execution>
                </executions>
                <configuration>
                    <artifactSet>
                        <includes>
                            <include>javassist:javassist:jar:</include>
                            <include>net.bytebuddy:byte-buddy:jar:</include>
                            <include>net.bytebuddy:byte-buddy-agent:jar:</include>
                        </includes>
                    </artifactSet>
                </configuration>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

运行的结果


image.png

可以看到实际的效果,只是启动项目的时候,使用-javaagent配置,就实现了方法调用时间的记录,实现的代码了零侵入

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