[JAVA] Java Agent

一、简介

1.1、概述

Java Agent 又称为Java 探针 。
Java Agent 于 JDK1.5 引入。
Java Agent 类似于拦截器，主要功能

• 在 Java 虚拟机启动执行 Java 类编译后的字节码前，提前获取到字节码信息，在字节码被执行前修改代码，实现代码增强。
• 在 JVM 运行期间，修改已经加载的字节码信息

其主要的应用场景有

• IDEA 破解
• 热部署
• 链路追踪工具
• 应用监控
• 诊断工具

Java Agent 代码不能独立运行，需要依附于目标程序的 JVM 进程，通过 -javaagent参数指定。

1.2、相关术语

JVMTI

JVMTI（JVM Tool Interface）是 JVM 对外提供给用户扩展的接口集合。
JVMTI 基于事件驱动，JVM 每执行一定的逻辑就会触发相关事件回调。
JVMTI回调机制，是实现如：Debugger、Profiler、Monitor、Thread Analyser的基础

JVMTIAgent

JVMTIAgent 是一个动态库，JVMTI 接口实现，提供了一些常规无法实现的功能，为了和普通动态库区分，一般会实现一个或者多个函数，如：

• Agent_OnLoad函数
  如果agent是在启动时加载的，通过JVM参数设置
• Agent_OnAttach函数
  如果agent不是在启动时加载的，而是我们先attach到目标进程上，然后给对应的目标进程发送load命令来加载，则在加载过程中会调用Agent_OnAttach函数

• Agent_OnUnload函数
  在agent卸载时调用

  javaagent/JPLISAgent

  javaagent 也是动态库，依赖于instrument的JVMTIAgent

  instrument

  instrument动态库实现，基于 JVMTIAgent。
  instrument实现了 Agent_onLoad和 Agent_onAttach两方法。
  即，instrument提供了

• 启动加载时的字节码增强
  通过 -javaanget:jar的方式

• 运行时的字节码增强
  借助 JVM Attach 机制

  JVM Attach

  JVM Attach是 JVM 提供的一种进程间通信的功能，能让一个进程传命令给另一个进程，并进行一些内部的操作，比如进行线程 dump，那么就需要执行 jstack 进行，然后把 pid 等参数传递给需要 dump 的线程来执行。

  1.2、原理

  Java Agent 类似于拦截器，提供了两种拦截功能

• 1、在字节码执行前，即 main函数 执行前，执行 premain函数，对字节码信息进行增强

• 2、通过 JVM Attach 实现，在程序运行期间，执行 agentmain函数对字节码进行修改增强

  二、简单案例

  agent-demo.rar.txt

  2.1、项目代码

• agent-impl：实现 agent 功能

• agent-test：测试 agent 功能

  2.2、agent-test 基础代码

  

  2.3、agent-impl 实现

  premain 函数

  实现程序运行前的代码增强
  
  其中 RuntimeTransformer实现 ClassFileTransformer的 transform方法，进行代码增强处理。

  agentmain 函数

  实现程序运行期间的代码增强
  
  其中 RuntimeTransformer实现 ClassFileTransformer的 transform方法，进行代码增强处理。

  RuntimeTransformer 代码增强具体实现

  单纯对特定的类进行打印处理，指定 agent-test项目中的 SpringApplication类进行处理。
  

  添加 maven 插件，用来指定 Agent 相关类

  

  2.4、测试

  premain 函数测试

  运行 agent-test测试代码 Application#main指定 -javaanget参数，指定相关的 agent-impljar包。
  
  测试结果
  

  agentman 函数测试

  无需增加 JVM 参数，直接通过代码的方式运行。
  在 agent-test项目中的 Application#main方法中追加代码：
  
  如果无法引用到 VirtualMacineDescriptor，需要手动引入依赖