Pinpoint Agent加载流程分析

pinpoint 版本：2.0.3-SNAPSHOT
pinpoint利用java agent 特性，提供了一个agent jar包，此jar包会在应用运行之前先运行，agent和应用在同一个进程。pinpoint通过对各个第三方包编写特定的插件，这些插件在agent运行时被加载，通过ASM对第三方包的类进行修改（Intercetor），应用在运行时使用的第三方包的类即是pinpoint修改后的，从而实现全链路追踪的目的。

Agent加载流程

agent的入口在 com.navercorp.pinpoint.bootstrap.PinpointBootStrap的premain方法，其在pom文件中进行了配置

进入该方法，其会解析agent jar包所在的目录，然后创建启动类PinpointStarter并调用start方法，在start方法中，其创建com.navercorp.pinpoint.profiler.DefaultAgent，关键在于DefaultAgent的构造方法中的下面这行代码：

        //在构造函数的这一步里就对所有的插件进行了加载
        this.applicationContext = newApplicationContext(agentOption);

进入

    protected ApplicationContext newApplicationContext(AgentOption agentOption) {
        Assert.requireNonNull(agentOption, "agentOption");
        ProfilerConfig profilerConfig = Assert.requireNonNull(agentOption.getProfilerConfig(), "profilerConfig");

        ModuleFactoryResolver moduleFactoryResolver = new DefaultModuleFactoryResolver(profilerConfig.getInjectionModuleFactoryClazzName());
        ModuleFactory moduleFactory = moduleFactoryResolver.resolve();
        return new DefaultApplicationContext(agentOption, moduleFactory);
    }

上述代码中，ModuleFactory默认为ApplicationContextModuleFactory，这个是Guice依赖注入的module factory，pinpoint通过guice来实现类似spring的依赖自动注入，进入DefaultApplicationContext的构造方法

        //设置guice的依赖注入
        final Module applicationContextModule = moduleFactory.newModule(agentOption);
        this.injector = Guice.createInjector(Stage.PRODUCTION, applicationContextModule);

上面这两行代码完成了guice的模块依赖注入配置，在ApplicationContextModuleFactory中会进行各种依赖配置，如下

我们主要关注 ClassFileTransformer的实现，可以看到它的实现是

bind(ClassFileTransformer.class).toProvider(ClassFileTransformerProvider.class).in(Scopes.SINGLETON);

在ClassFileTransformerProvider中通过guice自动注入，注入PluginContextLoadResult，PluginContextLoadResult通过PluginContextLoadResultProvider提供，这里又自动注入了ProfilerPluginContextLoader

/**
 * pinpoint 分析插件加载器，用于加载pinpoint的各种插件，注意只是加载，并没有转换（transform）
 * @author HyunGil Jeong
 */
public interface ProfilerPluginContextLoader {

    /**
     * 加载所有插件，因为pinpoint的分析插件都需要实现ProfilerPlugin接口
     * */
    PluginsSetupResult load(List profilerPlugins);
}

而ProfilerPluginContextLoader获取的时候依赖了PluginSetup

    @Inject
    public ProfilerPluginContextLoaderProvider(ProfilerConfig profilerConfig,
                                               @ConfiguredApplicationType ServiceType configuredApplicationType,
                                               PluginSetup pluginSetup,
                                               InstrumentEngine instrumentEngine, BootstrapCore bootstrapCore,
                                               @PluginJars List pluginJars) {
        this.profilerConfig = Assert.requireNonNull(profilerConfig, "profilerConfig");
        //配置文件配置的应用类别
        this.configuredApplicationType = Assert.requireNonNull(configuredApplicationType, "configuredApplicationType");
        this.pluginSetup = Assert.requireNonNull(pluginSetup, "pluginSetup");
        Assert.requireNonNull(instrumentEngine, "instrumentEngine");
        Assert.requireNonNull(bootstrapCore, "bootstrapCore");
        this.classInjectorFactory = new ClassInjectorFactory(instrumentEngine, bootstrapCore);
        this.pluginJars = Assert.requireNonNull(pluginJars, "pluginJars");
    }

真正引发查找并加载插件位于
DefaultPluginContextLoadResult的构造方法(自动注入的时候被调用)，如下：

    public DefaultPluginContextLoadResult(ProfilerPluginContextLoader profilerPluginContextLoader, ClassLoader pluginClassLoader) {
        Assert.requireNonNull(profilerPluginContextLoader, "profilerPluginConfigurer");
        Assert.requireNonNull(pluginClassLoader, "pluginClassLoader");
        ProfilerPluginLoader profilerPluginLoader = new ProfilerPluginLoader();
        List profilerPlugins = profilerPluginLoader.load(pluginClassLoader);
        //加载插件的地方
        this.pluginsSetupResult = profilerPluginContextLoader.load(profilerPlugins);
    }

ServiceType加载流程

ServiceType的加载位于ProfilerPluginContextLoaderProvider的构造方法自动注入@ConfiguredApplicationType最终在类TraceMetadataLoaderProvider中进行加载，如下：

    @Override
    public TraceMetadataLoader get() {
        TraceMetadataProviderLoader traceMetadataProviderLoader = new TraceMetadataProviderLoader();
        //这时候的pluginClassLoader已经加载了各个插件URL了
        List traceMetadataProviders = traceMetadataProviderLoader.load(pluginClassLoader);
        TraceMetadataLoader traceMetadataLoader = new TraceMetadataLoader(commonLoggerFactory);
        traceMetadataLoader.load(traceMetadataProviders);
        return traceMetadataLoader;
    }

目前pinpoint对于ServiceType的加载有两种方式，一种是老的通过java spi的方式，一种是现在推荐的yml格式，在traceMetadataProviderLoader.load(pluginClassLoader);中会加载两种方式实现的ServiceType

    @Override
    public List load(ClassLoader classLoader) {
        List traceMetadataProviders = new ArrayList();
        
        traceMetadataProviders.addAll(fromMetaFiles(classLoader));
        traceMetadataProviders.addAll(fromServiceLoader(classLoader));
        return traceMetadataProviders;
    }

ProfilerPlugin加载流程

在编写pinpoint的插件的时候，都会实现ProfilerPlugin接口，代码List profilerPlugins = profilerPluginLoader.load(pluginClassLoader);通过java spi获取所有实现了此接口的类，然后在代码 profilerPluginContextLoader.load(profilerPlugins)中，最终在DefaultPluginSetup的setup方法

    @Override
    public PluginSetupResult setupPlugin(ProfilerPluginGlobalContext globalContext, ProfilerPlugin profilerPlugin, ClassInjector classInjector) {
        final ProfilerConfig profilerConfig = globalContext.getConfig();
        final ClassFileTransformerLoader transformerRegistry = new ClassFileTransformerLoader(profilerConfig, dynamicTransformTrigger);
        final DefaultProfilerPluginSetupContext setupContext = new DefaultProfilerPluginSetupContext(globalContext);
        final GuardProfilerPluginSetupContext guardSetupContext = new GuardProfilerPluginSetupContext(setupContext);

        final InstrumentContext instrumentContext = new PluginInstrumentContext(profilerConfig, instrumentEngine, dynamicTransformTrigger, classInjector, transformerRegistry);
        final GuardInstrumentContext guardInstrumentContext = preparePlugin(profilerPlugin, instrumentContext);
        try {
            // WARN external plugin api
            if (logger.isInfoEnabled()) {
                logger.info("{} Plugin setup", profilerPlugin.getClass().getName());
            }
            profilerPlugin.setup(guardSetupContext);
        } finally {
            guardSetupContext.close();
            guardInstrumentContext.close();
        }
        PluginSetupResult setupResult = new PluginSetupResult(setupContext, transformerRegistry);
        return setupResult;
    }

调用我们插件类的setup方法，一般我们还会实现 TransformTemplateAware，这是在这个类的preparePlugin方法进行设置

这样便执行到了各个插件的setup方法，通过asm将各种transform进行加载