Java Instrument

经常看到OpenJPA、Jacoco、cobertura等工具对Java Class进行Instrument操作, Java 从1.5开始也提供了instrument包，那么到底什么是instrument，为什么instrument，怎么instrument呢？

什么是instrument

平时我们写Java程序，都是编写**.java 文件，通过Javac编译成Java Class文件，Java Class文件直接被JVM load到内存中运行。我们是不会去修改Class文件的内容。如果我们发现有要修改的内容，我们要修改java文件然后重新编译生成新的class文件，而Instrument就是对Java Class文件进行修改。

为什么instrument

这个就很简单了，比较常见的应用就是提取通用功能，可以说成是一种AOP，我一般通用功能分两种：
1. 实现一些common的功能（性能监控，安全），要进产品的（比如OpenJPA的Class enhancement）
2. 某些特殊环境才需要的功能，不用进产品的（比如cobertura用来检测覆盖率加的统计测试代码）。

怎么instrument

1. 使用asm/BCEL/javassist在JVM load class之前修改class文件，具体每种的实现可以参考reference里面各个的user guide，在Java1.5之前，大部分对class文件的修改都是直接使用这些三方包，比如AspectJ，比如cobertura
2. 使用Java 1.5引进的新package instrument，Java Instrument 包含2个子包，最主要的是Java Instrumetation，可以用来在class被load之间执行preMain或者AgentMain，如果简单Class功能添加，可以只用到Java Instrumentation，如果需要复杂功能，可能需要结合ClassFileTransformer包以及1里面提到的第三方包对Class文件做详细修改。

Reference:

1. asm: http://asm.ow2.org/ BCEL: http://commons.apache.org/proper/commons-bcel/index.html javasist: http://www.csg.ci.i.u-tokyo.ac.jp/~chiba/javassist/

2. cobertura Instrument implementation: 

https://github.com/cobertura/cobertura/blob/master/cobertura/src/main/java/net/sourceforge/cobertura/instrument/InstrumentMain.java

https://github.com/cobertura/cobertura/blob/master/cobertura/src/main/java/net/sourceforge/cobertura/dsl/Cobertura.java

https://github.com/cobertura/cobertura/blob/master/cobertura/src/main/java/net/sourceforge/cobertura/instrument/CodeInstrumentationTask.java

https://github.com/cobertura/cobertura/blob/master/cobertura/src/main/java/net/sourceforge/cobertura/instrument/CoberturaInstrumenter.java instrumentClass(InputStreaminputStream)

3. Java instrument: http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/lang/instrument/package-summary.html

4. Java 5 特性 Instrumentation 实践: http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-instrumentation/

5. JavaAgent加载机制分析: http://alipaymiddleware.com/jvm/javaagent%E5%8A%A0%E8%BD%BD%E6%9C%BA%E5%88%B6%E5%88%86%E6%9E%90/

6. Implementing Aspect Oriented Programming Framework - Java Instrumentation: http://www.geekyarticles.com/2011/09/implementing-aspect-oriented.html