JPDA 架构研究13 - Agent利用环境指针访问VM(类管理篇）

引入：

上文中提到Agent如何利用环境指针访问VM的（Watch)功能，这里主要讲解如何去管理类的。

分类9：管理类

a.GetLoadedClasses. 获得虚拟机中所有被加载的类的数组。

jvmtiError
GetLoadedClasses(jvmtiEnv* env,
            jint* class_count_ptr,
              jclass** classes_ptr)

从返回值可以看出，class_count_ptr表示被加载的类的数量，classes_ptr表示类的数组列表。

注意，这里不包含内置类型对应的包装器类。比如说java.lang.Integer.TYPE就不包含在此列表中。

b.GetClassLoaderClasses.获取虚拟机中所有的Classloader所管理的类。

jvmtiError
GetClassLoaderClasses(jvmtiEnv* env,
            jobject initiating_loader,
            jint* class_count_ptr,
            jclass** classes_ptr)

c.GetClassSignature.获取某类的签名

jvmtiError
GetClassSignature(jvmtiEnv* env,
            jclass klass,
            char** signature_ptr,
            char** generic_ptr)

这里的签名是用的JNI类型签名方式，比如说java.util.List 的类签名是 "Ljava/util/List;"  而 int[] 的类签名是 "[I"。

d.GetClassStatus.获取类状态

jvmtiError
GetClassStatus(jvmtiEnv* env,
            jclass klass,
            jint* status_ptr)

类的有如下状态，分别用状态标志位来表示：

JVMTI_CLASS_STATUS_VERIFIED	1	类的字节码已经被修改
JVMTI_CLASS_STATUS_PREPARED	2	类准备状态已经完成
JVMTI_CLASS_STATUS_INITIALIZED	4	类初始化完毕，静态初始化块已运行 S
JVMTI_CLASS_STATUS_ERROR	8	类初始化错误，因此不可使用。
JVMTI_CLASS_STATUS_ARRAY	16	类是个数组
JVMTI_CLASS_STATUS_PRIMITIVE	32	类是个原子类(比如 java.lang.Integer.TYPE).

e.GetSourceFileName.获取指定类的源代码文件名

jvmtiError
GetSourceFileName(jvmtiEnv* env,
            jclass klass,
            char** source_name_ptr)

f.GetClassModifiers.获取类的访问修饰符

jvmtiError
GetClassModifiers(jvmtiEnv* env,
            jclass klass,
            jint* modifiers_ptr)

一般类的访问修饰符就是 public/private/protected ,另外还有final.

另外，如果类是原子类（比如java.lang.Integer.TYPE），则它的访问修饰符必定是public final.并且一定没有对应的interface.

g.GetClassMethods.获取类的方法列表。

jvmtiError
GetClassMethods(jvmtiEnv* env,
            jclass klass,
            jint* method_count_ptr,
            jmethodID** methods_ptr)

按照约定，分别返回方法数量以及方法的列表。注意，这个方法列表还包括构造器和静态初始块。

h.GetClassFields.获取类的字段列表。

jvmtiError
GetClassFields(jvmtiEnv* env,
            jclass klass,
            jint* field_count_ptr,
            jfieldID** fields_ptr)

注意，这个字段列表只包含直接声明的字段，不包含它从父类中继承过来的字段。字段的返回顺序精确的等同于在类文件中声明的顺序。

i.GetImplementedInterfaces.获取类所实现的接口

jvmtiError
GetImplementedInterfaces(jvmtiEnv* env,
            jclass klass,
            jint* interface_count_ptr,
            jclass** interfaces_ptr)

注意，对于类来说，这里只返回它直接implements XXX,XXX的接口。

对于接口来说，这里返回它 extends XXX的接口。

j.IsInterface.判断某类是否是一个接口

jvmtiError
IsInterface(jvmtiEnv* env,
            jclass klass,
            jboolean* is_interface_ptr)

k.IsArrayClass.判断某类是否是一个数组类

jvmtiError
IsArrayClass(jvmtiEnv* env,
            jclass klass,
            jboolean* is_array_class_ptr)

l.GetClassLoader.获取某类对应的类加载器的引用。

jvmtiError
GetClassLoader(jvmtiEnv* env,
            jclass klass,
            jobject* classloader_ptr)

m.GetSourceDebugExtension.获取类的debug扩展信息。

jvmtiError
GetSourceDebugExtension(jvmtiEnv* env,
            jclass klass,
            char** source_debug_extension_ptr)

n.RedefineClasses.重新定义一组类 （强大的热交换技术）

typedef struct {
    jclass klass;
    jint class_byte_count;
    const unsigned char* class_bytes;
} jvmtiClassDefinition;

jvmtiError
RedefineClasses(jvmtiEnv* env,
            jint class_count,
            const jvmtiClassDefinition* class_definitions)

这功能挺有趣，因为如果指定的字节码，则重新定义某类。所以该方法通过传入一组字节码来重新定义一组类。重新定义某类之后，对于该类会有如下一些改变:

(1).线程无需被挂起。

(2).类中的所有断点都被清除。

(3).所有属性都被更新。（注意，这里的属性是class对象的属性，不是类文件中的属性，那个叫字段field)

(4).类的已有的所有实例，其在堆上的ID都不受影响，其含有的字段值都不受影响。

另外，对于类的重新定义，也有些约束：

(1)重定义可以改变方法体，常量池，字段。

(2)重定义不可以添加/修改/删除任何类中的方法和字段。

(3)重定义不可以修改方法签名，改变访问修饰符和继承关系。