考虑下这个问题：怎么知道我写的方法执行了多久？
再考虑下：怎么知道所有方法分别执行了多久？
初学者都会的方法
void methodDemo(){
Date start = new Date();
//...业务代码
Date end = new Date();
Long duration = end.getTime() - start.getTime();
}
上面的方法我的确可以知道methodDemo()的执行时间，但是如果我有一百个这样的方法怎么办？写一百遍么？这时候用过Spring的站出来指着我鼻子说:”你傻啊，用AOP啊!“
Spring AOP
具体的样例代码我就不赘述了，网上一搜一大把教你使用Spring AOP. 但是有一个问题，考虑下你的代码是这样的：
class Test1{
public void test(){
testInside(12345);
System.out.println("the test method executed");
}
private void testInside(int param){
System.out.println("the testInside method executed,param:"+param);
}
}
可以注意到，我们在test()方法中调用了testInside()这个private的方法。有深入了解Spring AOP的实现原理就知道，Spring在实现AOP的时候是在bean放入容器前生成的代理类。而test()调用this.testInside()的情况，是没有对testInside()进行AOP增强的。怎么办？这个时候，就进入我们本文的重点。
Java agent 在JVM层面实现"AOP增强"
回顾一下，类是怎么被加载到JVM里面的？加载->验证->准备->解析->初始化。在加载阶段，一定会有一个步骤是把类的二进制信息读入JVM（可能是.class文件、可能是网络等）。那么我们可不可以在都进来后，开始下一个步骤前，改一改类的二进制信息呢？（比如往里面添加统计时间）
答案是当然可以。朋友，Java agent和instrumentation了解一下？
什么是java agent
看字面意思，agent就是代理的意思啊。从外部视角来看，它相当于对我的java程序的一个代理。既然提到代理，那我不是可以在运行我的java程序前做些什么小动作？
先来看用法: java -javaagent:the-agent-demo.jar HelloWorld
在命令行中敲入上面的命令，是说以the-agent-demo.jar为java agent，运行我的HelloWorld程序。
这个时候，在运行HelloWorld的main()方法前，会先运行the-agent-demo.jar中的premain方法。
而premain方法的参数是什么呢？
public static void premain(String agentArgument,
Instrumentation instrumentation){
System.out.println("Java Agent Demo");
SimpleClassTransformer simpleClassTransformer = new SimpleClassTransformer();
instrumentation.addTransformer(simpleClassTransformer);
}
agentArgument这个是自定义的参数，比如我可以java -javaagent:the-agent-demo.jar=theAgentArumentDemo HelloWorld其中theAgentArgumentDemo就作为这个参数传进来了。而第二个参数则是下一节要描述的。再次之前，还要注意，我们需要在the-agent-demo.jar里面打包进去包含Pre-Main参数的MENIFEST.MF文件。
Manifest-Version: 1.0
Premain-Class: cn.kobelee.test.TestJavaAgent
什么是instrumentation
Instrumentation是一个接口，定义了字节码修改的规范，其位于java.lang.instrument包下面。
在这个包下面另外一个关键的接口类是ClassFileTransformer，顾名思义类文件转换器。它只有一个接口定义方法：
byte[]
transform( ClassLoader loader,
String className,
Class classBeingRedefined,
ProtectionDomain protectionDomain,
byte[] classfileBuffer)
throws IllegalClassFormatException;
注意到有一个byte[]数组的参数classFileBuffer。这就是类的二进制文件buffer，其返回值也是byte[]数组，为修改后的类。那么这个方法的实现就是要transform（转换/修改）类咯。
完整连起来就是: java -javaagent:xxx.jar HelloWorld指定代理的jar，里面有premain. 我们需要在premain里面对instrumentation添加ClassTransformer. 而这个classTransformer的实现就是你要怎么修改这个类。
什么是javassist
上面说到我们要修改byte[]来达到修改类的目的。可是，直接改二进制文件这种骚操作可能只有上古达人才能做到吧。于是，javassist的作用来了。javassist是jboss提供的一个方便我们修改这个byte[]的工具包。直接上例子：
public class SimpleClassTransformer implements ClassFileTransformer {
@Override
public byte[] transform(ClassLoader loader, String className, Class classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain, byte[] classfileBuffer) throws IllegalClassFormatException {
try {
if(!className.contains("kobelee")){//我只需要我定义的包路径下统计，当然这个也判断也可以删了
return null;
}
CtClass ctClass = ClassPool.getDefault().makeClass(new ByteArrayInputStream(classfileBuffer));
CtMethod[] declaredMethods = ctClass.getDeclaredMethods();
for (CtBehavior method : declaredMethods) {
CtClass[] parameterTypes = method.getParameterTypes();
StringBuilder sb = new StringBuilder("{");
for (int i = 0; i< parameterTypes.length; i++) {
sb.append("StringBuilder code = new StringBuilder();");
sb.append("code.append(\""+method.getLongName()+" before.\");");
sb.append("code.append(\""+parameterTypes[i].getName()+"\");");
sb.append("code.append(\":\");");
sb.append("code.append($args["+i+"]);");
sb.append("System.out.println(code.toString());");
}
sb.append("}");
method.insertBefore(sb.toString());
method.insertAfter("System.out.println(\""+method.getLongName()+" end\");");
}
byte[] returnByte = ctClass.toBytecode();
return returnByte;
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (CannotCompileException e) {
e.printStackTrace();
} catch (NotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
return classfileBuffer;
}
}
可以看到代码中有CtClass, CtMethod等类。这些表示的是CompileTimeXXX 也就是编译时候的类相关信息。我们通过CtClass ctClass = ClassPool.getDefault().makeClass(new ByteArrayInputStream(classfileBuffer));创建了一个ctClass对象，然后就可以对其注入我们需要的代码了。上面代码的例子只是输出了调用的方法名和方法参数，至于具体执行时间，采用类似的方法也就不难实现了。
注意在打包agent.jar的时候，不要忘了将javassist.jar也一起打包进去
public class HelloWorld {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, SQLException {
Test1 one = new Test1();
one.test();
System.out.println("Hello World");
}
}
class Test1{
public void test(){
testInside(12345);
System.out.println("the test method executed");
}
private void testInside(int param){
System.out.println("the testInside method executed,param:"+param);
}
}
java -javaagent:JavaAgentDemo-1.0-SNAPSHOT.jar HelloWorld执行控制台输出:
Java Agent Demo
方法:cn.kobelee.test.HelloWorld.main(java.lang.String[])执行前
方法:cn.kobelee.test.Test1.test()执行前
方法:cn.kobelee.test.Test1.testInside(int)执行前
the testInside method executed,param:12345
方法:cn.kobelee.test.Test1.testInside(int)执行后
the test method executed
方法:cn.kobelee.test.Test1.test()执行后
Hello World
方法:cn.kobelee.test.HelloWorld.main(java.lang.String[])执行后
可以看到，我们的testInside方法也在调用前执行了我们添加的代码。
总结
通过使用java agent，代理我们的应用。同时对instrument的不同实现，达到我们可以在业务代码执行前后插入任何我们想要的逻辑；但是我们并没有修改任何一行业务代码。目前业界主要用来做分布式系统的链路跟踪日志输出。将业务日志在java agent中按照指定格式输出，同时输出分布式环境下的调用唯一标识，然后再将日志放入流处理引擎中进行链路生成。比如这篇博客讲的阿里鹰眼监控：阿里巴巴鹰眼技术解密。其中的第一步日志输出就需要用到本文讲的方法。
参考资料
- 如何指导编写一个javaagent