Java Instrument (六) 动态重定义Class

在上篇博客（http://blog.csdn.net/raintungli/article/details/51646556）中提到了在on_attach的方式上如何重新定义class，里面也提到了最后attach时候会调用我们自定义的agent class的agentmain方法，在Instrumentation的接口里面实际上本身提供了redfineClasses的方法

也就是agentmain的方法只是一个调用入口，还是需要调用sun本身提供的Instrumentation 的redfineClasses的方法去替换classes 

	public static void agentmain(String agentArgs, Instrumentation inst) {
		ClassDefinition def1 = new ClassDefinition(Class, classByte);
		inst.redefineClasses(new ClassDefinition[]{def1});
	}

在sun.instrument.InstrumentationImpl 中的redefineClasses 还是调用native redefineClasses0的方法

private native void
    redefineClasses0(long nativeAgent, ClassDefinition[]  definitions)
        throws  ClassNotFoundException;

JNIEXPORT void JNICALL Java_sun_instrument_InstrumentationImpl_redefineClasses0
  (JNIEnv * jnienv, jobject implThis, jlong agent, jobjectArray classDefinitions) {
redefineClasses(jnienv, (JPLISAgent*)(intptr_t)agent, classDefinitions);
}

下面是redefineClasses的部分代码

void redefineClasses(JNIEnv * jnienv, JPLISAgent * agent, jobjectArray classDefinitions) {
    if (!errorOccurred) {
        getDefinitionClassMethodID = (*jnienv)->GetMethodID(    jnienv,
                                                classDefClass,
                                                "getDefinitionClass",
                                                "()Ljava/lang/Class;");
     ......
    }
    if (!errorOccurred) {
        getDefinitionClassFileMethodID = (*jnienv)->GetMethodID(    jnienv,
                                                    classDefClass,
                                                    "getDefinitionClassFile",
                                                    "()[B");
        .....
    }
          classDefs[i].klass = (*jnienv)->CallObjectMethod(jnienv, classDef, getDefinitionClassMethodID);
          ...
          targetFiles[i] = (*jnienv)->CallObjectMethod(jnienv, classDef, getDefinitionClassFileMethodID);
          ....
           classDefs[i].class_byte_count = (*jnienv)->GetArrayLength(jnienv, targetFiles[i]);
           if (!errorOccurred) {
                    jvmtiError  errorCode = JVMTI_ERROR_NONE;
                    errorCode = (*jvmtienv)->RedefineClasses(jvmtienv, numDefs, classDefs);
		.....
    }
}

获取调用传递过来的ClassDefinition 里的class对象和需要修改的字节码，最后调用了JVMTI 的RedefineClasses的方法

JvmtiEnv::RedefineClasses(jint class_count, const jvmtiClassDefinition* class_definitions) {
//TODO: add locking
  VM_RedefineClasses op(class_count, class_definitions, jvmti_class_load_kind_redefine);
  VMThread::execute(&op);
  return (op.check_error());
} /* end RedefineClasses */

后是交给VM Thread去执行的，为什么要交给VM Thread，修改Class内容需要进入Safepoint的点的是stop-world的操作,而VM Thread的操作都会进入Safepoint的点

RedefineClasses 分为3部分，参考jvmtiRedefineClasses.cpp

第一是doit_prologue 这个被在JavaThread里调用主要是解析和校验传递过来的bytecode生成scrash_class

• 挨个遍历要批量重定义的jvmtiClassDefinition
• 然后读取新的字节码，如果有关注ClassFileLoadHook事件的，还会走对应的transform来对新的字节码再做修改
• 字节码解析好，创建一个klassOop对象
•  对比新老类，并要求如下：

1. 父类是同一个
2. 实现的接口数也要相同，并且是相同的接口
3. 类访问符必须一致
4. 字段数和字段名要一致
5. 新增的方法必须是private static/final的
6. 可以删除修改方法
7. 对新类做字节码校验

第二是doit() 这是在VMThread里执行的主要是替换原来的class里的内容

• 合并常量
• 清除原来类上的断点
• 清除原来类上的JIT优化
• 将老的jmethodId更新到新类的jmethodid上
• 将新类的常量池的hodler指向老的类
• 将新类和老类的一些属性做交换，比如常量池，methods，内部类
• 初始化新的vtable和itable
• 交换annotation的method、field、parameter
• 遍历所有当前类的子类，修改他们的vtable及itable

第三是doit_epilogue（） 

• ·主要是释放前面的步骤内存