前言
最早接触“零侵入”一词，源于笔者参加美团举办的测试技术沙龙活动。活动上，去哪儿网的童鞋介绍其自主研发的接口自动化测试框架Qunit时，提到了一项关键技术：零侵入切面技术，该技术方案最大优点是：无需修改代码实现mock功能，举例说明如下。
假如被测接口里面调用了第三方接口，由于第三方接口的不确定性，对于某些测试场景（比如请求超时、特定错误码测试等），测试人员往往需要开发人员添加mock来配合测试，这种工作效率相对来说是比较低的，而且也不利于自动化测试的开展。
零侵入技术把mock主动权交接给测试人员管理，无需开发再去修改代码、部署测试环境等一系列动作。测试人员只需根据具体的测试场景编写对应三方接口的mock脚本，启动mock服务即可。通过灵活编写mock脚本，我们可以覆盖各种特殊的测试场景。
比如需要在系统测试环境mock上图的“第三方接口1”，让其返回超时。测试人员只需编写mock1脚本，启动mock服务，请求“被测试接口”时即可触发调用mock server，而非真实接口“第三方接口1”，整个过程并没有修改被测接口任何代码。
同理，如果想同时mock“第三方接口1”和“第三方接口2”，只需再编写一个mock2脚本，以此类推。
零侵入实现原理
Java程序运行时，必须经过编译和运行两个步骤。首先将后缀名为.java的源文件进行编译，最终生成.class的字节码文件，然后将字节码文件加载到内存进行解析执行。零侵入技术要做的就是在.class文件被加载前，对其进行修改，以达到我们的目的。字节码修改工具有ASM、Javassist等，接下来笔者将基于Java Agent+Javassist来实现一个简单的零侵入mock测试场景，对于更复杂的应用场景，有兴趣的童鞋可深入专研。
Java Agent介绍
JavaAgent 是运行在 main方法之前的拦截器，其内定的方法名是premain，也就是说先执行premain方法，然后再执行main方法。通过增加premain方法，即可实现一个JavaAgent。
Javassist介绍
Javassist是一个开源的分析、编辑和创建Java字节码的类库。关于java字节码的处理，目前有很多工具，如bcel，asm。不过这些都需要直接跟虚拟机指令打交道。如果你不想了解虚拟机指令，可以采用javassist。javassist是jboss的一个子项目，其主要的优点在于简单，而且快速。直接使用java编码的形式，而不需要了解虚拟机指令，就能动态改变类的结构，或者动态生成类。
案例
发短信接口sendMsg调用了第三方接口toSendSmsBySingle，下面通过零侵入的方式实现第三方接口返回指定的响应报文。
1、编写agent
pom.xml配置
4.0.0
JavaAgent
javaAgent
1.0-SNAPSHOT
org.javassist
javassist
3.20.0-GA
编写premain方法逻辑。
import java.lang.instrument.Instrumentation;
public class MyAgent {
public static void premain(String agentOps, Instrumentation inst) {
System.out.println("=========premain方法执行========");
//System.out.println(agentOps);
// 添加Transformer
inst.addTransformer(new ClassFileTransformerImp());
}
}
编写ClassFileTransformer的实现ClassFileTransformerImp，主要功能是使用javassist来修改字节码文件，在第40行通过插入“url = http://localhost:8187/v1/toSendSmsBySingle;”来改变代码中url的值，从而请求mockserver，其中localhost:8187为下文提到的mockserver地址。
import javassist.*;
import java.io.IOException;
import java.lang.instrument.ClassFileTransformer;
import java.lang.instrument.IllegalClassFormatException;
import java.security.ProtectionDomain;
public class ClassFileTransformerImp implements ClassFileTransformer {
public byte[] transform(ClassLoader loader, String className, Class classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain, byte[] classfileBuffer) throws IllegalClassFormatException {
if (className.equals("com.bank.iiacc.adapter.MsgServiceAdapter")) {
try {
System.out.println("类名:" + className);
ClassPool cPool = new ClassPool(true);
//设置class文件的位置，实际运用时应替换为相对路径
cPool.insertClassPath("D:\\gittest_pro\\iiAccount\\iiAccount-adapter\\target\\classes");
//获取该class对象
CtClass cClass = cPool.get("com.bank.iiacc.adapter.MsgServiceAdapter");
//获取到对应的方法
CtMethod cMethod = cClass.getDeclaredMethod("sendMsg");
//通过insertAt可引用局部变量。
cMethod.insertAt(40, "{url = \"http://localhost:8187/v1/toSendSmsBySingle\";}");
//替换原有的文件，实际运用时应替换为相对路径
cClass.writeFile("D:\\gittest_pro\\iiAccount\\iiAccount-adapter\\target\\classes");
System.out.println("=======修改完成=========");
} catch (NotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (CannotCompileException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
return null;
}
}
2、agent打包
常见的打包技术参考idea打包jar的多种方式，以下介绍其中一种方式。
-
第1步
file-project structure -
第2步
add jar -
第3步，修改路径。
修改为resource目录 - 第4步
修改resources目录下的MANIFEST.MF文件，增加第2、3行内容。
Manifest-Version: 1.0
Premain-Class: MyAgent //增加第1点的MyAgent类路径
Can-Redefine-Classes: true //增加
Class-Path: javassist-3.20.0-GA.jar
Main-Class:
-
第5步，点击ok。
导出jar包 -
第6步
build-build artifacts
build -
第7步，build完成后，out目录下已导出了对应的jar包
javaAgent.jar
除了上述的打包方式，亦可通过pom配置自动打包。
4.0.0
com.demo.javassist
javassist
1.0-SNAPSHOT
4.3.8.RELEASE
org.javassist
javassist
3.20.0-GA
org.springframework
spring-context
${springframework.version}
org.springframework
spring-test
${springframework.version}
maven-assembly-plugin
MyAgent
false
jar-with-dependencies
make-assembly
package
single
双击package后，target目录下生成打包文件。
3、配置tomcat启动参数
- 增加以下启动参数。
-javaagent:D:\gittest_pro\javaAgent\out\artifacts\javaAgent_jar\javaAgent.jar
-
启动tomcat
启动tomcat
4、编写mock脚本
以moutebank举例，详情参考笔者另外一篇文章《Mock service之Mountebank入门》。
- main.ejs脚本如下。
{
"imposters": [
<% include proxy.ejs %>,
<% include iiacct.ejs %>
]
}
- iiacc.ejs脚本如下。
{
"port": 8187,
"protocol": "http",
"stubs": [
<% include toSendSmsBySingle.ejs %>
]
}
- toSendSmsBySingle.ejs脚本如下。
{
"predicates": [
{
"contains": {
"path": "/v1/toSendSmsBySingle"
}
}
],
"responses": [
{
"is": {
"statusCode": 500,
"headers": {
"Server": "Apache-Coyote/1.1",
"Content-Type": "text/json;charset=UTF-8",
"Content-Length": 298,
"Date": "Tue, 05 Sep 2017 06:49:14 GMT",
"Connection": "close"
},
"body": "{\"data\":{\"errCode\":\"iia-trade-00010\",\"errMsg\":\"商户不存在8888\"},\"message\":\"业务处理失败\",\"status\":\"GW-10510\",\"sign\":\"6tbbBajxsMTsql1Gl/VSsI7BHilAvCtA9J0FGiN7+p3Nde7vwZVd9taneNIp4M1zsRhqXXHMFTp67ZFTUItcI8PB4UFnltXomCCW1Jya7dI+hpQilUs2rLQ1WcumGN3GqjWaE472FQbOX2muzcUjJbsMosTo+P0SPawhO5m83Uw=\"}",
"_mode": "text",
"_proxyResponseTime": 135
}
}
]
}
5、启动mock服务
启动moutebank。
mb --configfile d:\mountebank_ejs\main.ejs --allowInjection
6、接口请求
发送接口请求
查看MsgServiceAdapter.class文件，可发现java agent确实发挥了作用，url被重新赋值。
查看控制台日志，可发现请求第三方接口toSendSmsBySingle时，确实返回了mock的响应报文，并没有去请求真实的第三方接口。
总结
无论是手工测试，还是自动化测试，零侵入mock技术无疑都有大量的应用场景，但要用好这门技术却不是一件容易的事，任何技术的应用都是一个循序渐进、挖坑填坑的过程，笔者也在专研中。
相关学习资料
去哪儿自动化测试框架Qunit中的零侵入切面技术应用及分布式运行平台
深入理解JVM之Java字节码（.class）文件详解
Javassist 操作手册
Javassist 使用指南（一）
Javassist 使用指南（二）
Javassist 使用指南（三）
Java动态编程之javassist
JAVA AOP编程之：Javassist