instrumentation 功能介绍（javaagent)

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Instrumentation JDK中对它介绍如下：这个类为JVM上运行时的程序提供测量手段。很多工具通过Instrumenation 修改方法字节码实现收集数据目的。这些通过Instrumentaion搜集数据的工具不会改变程序的状态和行为。这些良好的工具包括 monitoring agents , ,profilers, coverage analyzers, 和 event loggers。

有两种方式来获取Instrumentation接口实例：

启动JVM时指定agent类。这种方式，Instrumentation的实例通过agent class的premain方法被传入。
JVM提供一种当JVM启动完成后开启agent机制。这种情况下，Instrumention实例通过agent代码中的的agentmain传入。

java agent 在JDK package specification中解释：一个agent 是被作为Jar 文件形式来部署的。在Jar文件中manifest中指定哪个类作为agent类。具体的实现包括

通过命令行直接指定选项开启agent,也支持JVM启动程序后，通过工具attach到该程序上。

下面通过例子来说明javaagent + Instrumentation的用法。

通过在程序启动前 preagent方式：（该例子实现输出所有JVM加载类名字，并在People类的 sayHello 方法调用前后加入log）

1 people类

public class People {

    public void sayHello(){
        System.out.println("hello !!!!");
    }
}

2 实现一个 ClassFileTransformer类：

agent通过该具体实现来实现转换加载到JVM中class files。这种类的转换发生在类文件被载入JVM之前。因此这可以实现类AOP编程的效果。

public class PeopleClassFileTransformer implements ClassFileTransformer {

    /**
     * 通过javassist修改字节码
     * @param loader
     * @param className
     * @param classBeingRedefined
     * @param protectionDomain
     * @param classfileBuffer
     * @return
     * @throws IllegalClassFormatException
     */
    @Override
    public byte[] transform(ClassLoader loader, String className, Class classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain, byte[] classfileBuffer) throws IllegalClassFormatException {
        System.out.println("load class:"+className);

        if("com.yao.intrumentation.People".equals(className)){
            try {
                //通过javassist修改sayHello方法字节码

                CtClass ctClass= ClassPool.getDefault().get(className.replace('/','.'));

                CtMethod sayHelloMethod=ctClass.getDeclaredMethod("sayHello");

                sayHelloMethod.insertBefore("System.out.println(\"before sayHello----\");");

                sayHelloMethod.insertAfter("System.out.println(\"after sayHello----\");");

                return ctClass.toBytecode();

            } catch (NotFoundException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (CannotCompileException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }

        return classfileBuffer;
    }
}

3 编写agent,该类必须包含premain方法。并在META-INF 中添加MANIFEST.MF ，在清单中添加

Premain-Class: com.yao.intrumentation.MyAgent

public class MyAgent {

    /**
     * 该方法是一个类作为agent类必备的
     * @param agentArgs
     * @param inst
     */
    public static void premain(String agentArgs,Instrumentation inst){

        //加入ClassFileTransfomer
        inst.addTransformer(new PeopleClassFileTransformer());
    }

}

4 打包agent类（这里可以把上面的 ClassFileTransfer MyAgent单独拿出来打包。这里为了方面把所有的代码都放到一起了。。）

代码编译后在target/classes/下打包加 m 参数是指定MANIFEST

jar -cvfm myagent.jar META-INF/MANIFEST.MF *         // 在自己项目目录下执行 比如maven目录结构 
                                                     // 在编译后的target/class/下执行

5 测试main类：

public class TestMain {
    public static void main(String[]args){
        People people=new People();
        people.sayHello();
    }
}

启动这里为了方便解决引用的javassist jar包 classpath问题，我直接在Intellij 指定VM参数启动上面的main 方法，这样就不用在命令行里手工设定classpath。

-javaagent:/Users/yao/workspace/private/JavaSPI/target/classes/myagent.jar 指代我打包的agent jar 位置。

结果输入如下：

load class:java/lang/invoke/MethodHandleImpl
load class:java/lang/invoke/MethodHandleImpl$1
load class:java/lang/invoke/MethodHandleImpl$2
load class:java/util/function/Function
load class:java/lang/invoke/MethodHandleImpl$3
load class:java/lang/invoke/MethodHandleImpl$4
load class:java/lang/ClassValue
load class:java/lang/ClassValue$Entry
load class:java/lang/ClassValue$Identity
load class:java/lang/ClassValue$Version
load class:java/lang/invoke/MemberName$Factory
load class:java/lang/invoke/MethodHandleStatics
load class:java/lang/invoke/MethodHandleStatics$1
load class:sun/misc/PostVMInitHook
load class:sun/launcher/LauncherHelper
load class:com/yao/intrumentation/TestMain
load class:sun/launcher/LauncherHelper$FXHelper
load class:java/lang/Class$MethodArray
load class:java/lang/Void
load class:com/yao/intrumentation/People
before sayHello----
hello !!!!
after sayHello----
load class:java/lang/Shutdown
load class:java/lang/Shutdown$Lock

下面简单介绍通过attach到正在运行的JVM程序的 agentmain方式：

1 编写agent类

public class MainAgent {
    public static void agentmain(String args, Instrumentation inst){
        Class[] classes = inst.getAllLoadedClasses();
        for(Class cls :classes){
            System.out.println(cls.getName());
        }

    }
}

2 写一个长时间运行main

public class RunningApp {
    public static void main(String[]args) throws InterruptedException {
        People people=new People();
        Thread.sleep(1000*1000);
    }
}

3 修改MANIFEST.MF

Agent-Class: com.yao.intrumentation.MainAgent

用类似上面的方法打包成jar

4 编写attach 程序

public class TestMainAgent {
    public static void main(String[]args) throws InterruptedException, IOException, AgentLoadException, AgentInitializationException, AttachNotSupportedException {
        VirtualMachine vm = VirtualMachine.attach(args[0]); //正在运行的java 程序 ps id
        vm.loadAgent("/Users/yao/workspace/private/JavaSPI/target/classes/agentmain.jar");
        //刚刚编译好的agent jar 位置
    }
}

运行把 RunningApp启动后 jps 拿到ps id ,传给上面的程序，运行即可看到JVM加载的所有类文件

转载注明：http://my.oschina.net/robinyao/blog/489767

具体代码：https://github.com/WangErXiao/JavaSPI/tree/master/src/main/java/com/yao/intrumentation

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