Java Instrument java

JVMTI 什么是JVMTI JVM Tool Interface简称JVMTI是一组对外接口，通过这组接口可以实现，获取虚拟机运行状态、线程分析、监控、调试、覆盖率分析等功能。
JVMTIAgent 什么是JVMTIAgent
为了使用JVMTI提供的对外接口，一般采用Agent方式来实现JVMTI提供的对外接口，JVMTIAgent类似于c语言的动态库的概念。
实现方式
在Java1.5之前实现一个Agent只能通过原生的c/c++来实现Agent，在Java1.5之后提供了instrument的agent，也叫做JPLISAgent（Java Programming Language Instrumentation Services Agent）专门用于Java方式。
启动方式
Agent有两种启动方式

第一种是在jvm启动的时候，指定agent程序的位置来启动。
另外一种方式是jvm已经在运行了，使用attach的方式到目标进程里面。在java1.5的时候只支持jvm启动，在java1.6的时候支持attach的方式启动，在jvm的tool.jar里面提供了工具VirtualMachine来帮助启动agent。

Instrument 什么是Instrument Instrument提供了为Java编程语言插入代码的服务，Instrumentation是在方法中添加字节码，以便收集使用的数据，由于这些改变是添加字节码，不会修改程序的状态或者行为。比如监视器代码、探查器、覆盖率分析器和事件记录器。
Instrument只是提供插入代码服务，在方法中添加字节码，至于具体的字节码操作，是由字节码操作工具来实现的，常见的字节码操作工具包括：CGLIB、Javassist、ASM等。
获取Instrumentation实例指定接收类
要获取Instrumentation实例，首先要指定将Instrumentation实例传递给哪个类，有两种方式来指定传递给这个类。

第一种方式是在配置文件resource\META_INF\MANIFEST.MF中指定。

Manifest-Version: 1.0 Can-Redefine-Classes: true Can-Retransform-Classes: true Premain-Class: com.lee.agent.PreMainAgent Agent-Class: com.lee.agent.PreMainAgent

【Java Instrument】第二种方式是在pom文件中指定，本质上也是在配置MANIFEST.MF文件

com.lee.agent.PreMainAgent com.lee.agent.PreMainAgent

指定接收方法

当JVM以指定代理类的方式启动，在这种情况下Instrumentation实例被传给代理类的premain方法；

public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst); public static void premain(String agentArgs);
当JVM启动后，以attach的方式指定代理类，在这种情况下Instrumentation实例被传递给代理类的agentmain方法。

public static void agentmain(String agentArgs, Instrumentation inst); public static void agentmain(String agentArgs);

示例代码整体流程图示

文章图片

目标程序目标程序是被操作的程序，被修改的是目标类TargetClass。

public class Demo { public static void main(String[] args) throws Exception { TargetClass targetClass = new TargetClass(); targetClass.targetMethod(); } } public class TargetClass { public String targetMethod() { System.out.println("执行测试方式"); return "return"; } }

Agent程序

public class PreMainAgent { /** * 指定agentjar包启动，Instrument实例会传递给这个方法 */ public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst){ customLogic(inst); } /** * attach方法启动，Instrument实例会传递给这个方法 */ public static void agentmain(String agentArgs, Instrumentation inst){ customLogic(inst); } private static void customLogic(Instrumentation inst){ inst.addTransformer(new MyClassTransformer(), true); } } class MyClassTransformer implements ClassFileTransformer {@Override public byte[] transform(ClassLoader loader, String className, Class classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain, byte[] classfileBuffer) { final ClassPool classPool = ClassPool.getDefault(); CtClass clazz; CtMethod ctMethod; try { if ("com/lee/TargetClass".equals(className)){ clazz = classPool.get("com.lee.TargetClass"); ctMethod = clazz.getDeclaredMethod("targetMethod"); ctMethod.insertBefore("System.out.println(\"****************\"); "); byte[] byteCode = clazz.toBytecode(); clazz.detach(); return byteCode; } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } return null; } }

启动

先将agent项目打包成一个jar包，agent.jar
两种启动方式
- 在启动目标程序的时候指定agent的位置：-javaagent:jar包路径\Jagent.jar
- 以attach方式启动
  
  // project1启动的pid VirtualMachine vm = VirtualMachine.attach("1856"); vm.loadAgent("jar包路径\Jagent.jar");