java agent使用全解析
今天打算寫一下 Java agent，一開始我對(duì)它的概念也比較陌生，后來在別人口中聽到 字節(jié)碼插樁，bTrace，Arthas后面才逐漸了解到Java還提供了這么個(gè)工具。
JVM啟動(dòng)前靜態(tài)Instrument
Java agent 是什么？
Java agent是java命令的一個(gè)參數(shù)。參數(shù) javaagent 可以用于指定一個(gè) jar 包，并且對(duì)該 java 包有2個(gè)要求：
這個(gè) jar 包的 MANIFEST.MF 文件必須指定 Premain-Class 項(xiàng)。 Premain-Class 指定的那個(gè)類必須實(shí)現(xiàn) premain() 方法。premain 方法，從字面上理解，就是運(yùn)行在 main 函數(shù)之前的的類。當(dāng)Java 虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)，在執(zhí)行 main 函數(shù)之前，JVM 會(huì)先運(yùn)行-javaagent所指定 jar 包內(nèi) Premain-Class 這個(gè)類的 premain 方法 。
在命令行輸入 java可以看到相應(yīng)的參數(shù)，其中有 和 java agent相關(guān)的：
-agentlib:<libname>[=<選項(xiàng)>] 加載本機(jī)代理庫(kù) <libname>, 例如 -agentlib:hprof 另請(qǐng)參閱 -agentlib:jdwp=help 和 -agentlib:hprof=help-agentpath:<pathname>[=<選項(xiàng)>] 按完整路徑名加載本機(jī)代理庫(kù)-javaagent:<jarpath>[=<選項(xiàng)>] 加載 Java 編程語言代理, 請(qǐng)參閱 java.lang.instrument
在上面-javaagent參數(shù)中提到了參閱java.lang.instrument，這是在rt.jar 中定義的一個(gè)包，該路徑下有兩個(gè)重要的類：
該包提供了一些工具幫助開發(fā)人員在 Java 程序運(yùn)行時(shí)，動(dòng)態(tài)修改系統(tǒng)中的 Class 類型。其中，使用該軟件包的一個(gè)關(guān)鍵組件就是 Javaagent。從名字上看，似乎是個(gè) Java 代理之類的，而實(shí)際上，他的功能更像是一個(gè)Class 類型的轉(zhuǎn)換器，他可以在運(yùn)行時(shí)接受重新外部請(qǐng)求，對(duì)Class類型進(jìn)行修改。
從本質(zhì)上講，Java Agent 是一個(gè)遵循一組嚴(yán)格約定的常規(guī) Java 類。 上面說到 javaagent命令要求指定的類中必須要有premain()方法，并且對(duì)premain方法的簽名也有要求，簽名必須滿足以下兩種格式：
public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst) public static void premain(String agentArgs)
JVM 會(huì)優(yōu)先加載 帶 Instrumentation 簽名的方法，加載成功忽略第二種，如果第一種沒有，則加載第二種方法。這個(gè)邏輯在sun.instrument.InstrumentationImpl 類中：
Instrumentation 類 定義如下：
public interface Instrumentation { //增加一個(gè)Class 文件的轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器用于改變 Class 二進(jìn)制流的數(shù)據(jù)，參數(shù) canRetransform 設(shè)置是否允許重新轉(zhuǎn)換。 void addTransformer(ClassFileTransformer transformer, boolean canRetransform); //在類加載之前，重新定義 Class 文件，ClassDefinition 表示對(duì)一個(gè)類新的定義，如果在類加載之后，需要使用 retransformClasses 方法重新定義。addTransformer方法配置之后，后續(xù)的類加載都會(huì)被Transformer攔截。對(duì)于已經(jīng)加載過的類，可以執(zhí)行retransformClasses來重新觸發(fā)這個(gè)Transformer的攔截。類加載的字節(jié)碼被修改后，除非再次被retransform，否則不會(huì)恢復(fù)。 void addTransformer(ClassFileTransformer transformer); //刪除一個(gè)類轉(zhuǎn)換器 boolean removeTransformer(ClassFileTransformer transformer); boolean isRetransformClassesSupported(); //在類加載之后，重新定義 Class。這個(gè)很重要，該方法是1.6 之后加入的，事實(shí)上，該方法是 update 了一個(gè)類。 void retransformClasses(Class<?>... classes) throws UnmodifiableClassException; boolean isRedefineClassesSupported(); void redefineClasses(ClassDefinition... definitions) throws ClassNotFoundException, UnmodifiableClassException; boolean isModifiableClass(Class<?> theClass); @SuppressWarnings('rawtypes') Class[] getAllLoadedClasses(); @SuppressWarnings('rawtypes') Class[] getInitiatedClasses(ClassLoader loader); //獲取一個(gè)對(duì)象的大小 long getObjectSize(Object objectToSize); void appendToBootstrapClassLoaderSearch(JarFile jarfile); void appendToSystemClassLoaderSearch(JarFile jarfile); boolean isNativeMethodPrefixSupported(); void setNativeMethodPrefix(ClassFileTransformer transformer, String prefix);}
最為重要的是上面注釋的幾個(gè)方法，下面我們會(huì)用到。
如何使用javaagent？
使用 javaagent 需要幾個(gè)步驟：
定義一個(gè) MANIFEST.MF 文件，必須包含 Premain-Class 選項(xiàng)，通常也會(huì)加入Can-Redefine-Classes 和 Can-Retransform-Classes 選項(xiàng)。 創(chuàng)建一個(gè)Premain-Class 指定的類，類中包含 premain 方法，方法邏輯由用戶自己確定。 將 premain 的類和 MANIFEST.MF 文件打成 jar 包。 使用參數(shù) -javaagent: jar包路徑 啟動(dòng)要代理的方法。在執(zhí)行以上步驟后，JVM 會(huì)先執(zhí)行 premain 方法，大部分類加載都會(huì)通過該方法，注意：是大部分，不是所有。當(dāng)然，遺漏的主要是系統(tǒng)類，因?yàn)楹芏嘞到y(tǒng)類先于 agent 執(zhí)行，而用戶類的加載肯定是會(huì)被攔截的。也就是說，這個(gè)方法是在 main 方法啟動(dòng)前攔截大部分類的加載活動(dòng)，既然可以攔截類的加載，那么就可以去做重寫類這樣的操作，結(jié)合第三方的字節(jié)碼編譯工具，比如ASM，javassist，cglib等等來改寫實(shí)現(xiàn)類。
通過上面的步驟我們用代碼實(shí)現(xiàn)來實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn) javaagent 你需要搭建兩個(gè)工程，一個(gè)工程是用來承載 javaagent類，單獨(dú)的打成jar包；一個(gè)工程是javaagent需要去代理的類。即javaagent會(huì)在這個(gè)工程中的main方法啟動(dòng)之前去做一些事情。
1.首先來實(shí)現(xiàn)javaagent工程。
工程目錄結(jié)構(gòu)如下：
-java-agent----src--------main--------|------java--------|----------com.rickiyang.learn--------|------------PreMainTraceAgent--------|resources-----------META-INF--------------MANIFEST.MF
第一步是需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)類，包含premain 方法：
import java.lang.instrument.ClassFileTransformer;import java.lang.instrument.IllegalClassFormatException;import java.lang.instrument.Instrumentation;import java.security.ProtectionDomain;/** * @author: rickiyang * @date: 2019/8/12 * @description: */public class PreMainTraceAgent { public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst) { System.out.println('agentArgs : ' + agentArgs); inst.addTransformer(new DefineTransformer(), true); } static class DefineTransformer implements ClassFileTransformer{ @Override public byte[] transform(ClassLoader loader, String className, Class<?> classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain, byte[] classfileBuffer) throws IllegalClassFormatException { System.out.println('premain load Class:' + className); return classfileBuffer; } }}
上面就是我實(shí)現(xiàn)的一個(gè)類，實(shí)現(xiàn)了帶Instrumentation參數(shù)的premain()方法。調(diào)用addTransformer()方法對(duì)啟動(dòng)時(shí)所有的類進(jìn)行攔截。
然后在 resources 目錄下新建目錄：META-INF，在該目錄下新建文件：MANIFREST.MF：
Manifest-Version: 1.0Can-Redefine-Classes: trueCan-Retransform-Classes: truePremain-Class: PreMainTraceAgent
注意到第5行有空行。
說一下MANIFREST.MF文件的作用，這里如果你不去手動(dòng)指定的話，直接 打包，默認(rèn)會(huì)在打包的文件中生成一個(gè)MANIFREST.MF文件：
Manifest-Version: 1.0Implementation-Title: test-agentImplementation-Version: 0.0.1-SNAPSHOTBuilt-By: yangyueImplementation-Vendor-Id: com.rickiyang.learnSpring-Boot-Version: 2.0.9.RELEASEMain-Class: org.springframework.boot.loader.JarLauncherStart-Class: com.rickiyang.learn.LearnApplicationSpring-Boot-Classes: BOOT-INF/classes/Spring-Boot-Lib: BOOT-INF/lib/Created-By: Apache Maven 3.5.2Build-Jdk: 1.8.0_151Implementation-URL: https://projects.spring.io/spring-boot/#/spring-bo ot-starter-parent/test-agent
這是默認(rèn)的文件，包含當(dāng)前的一些版本信息，當(dāng)前工程的啟動(dòng)類，它還有別的參數(shù)允許你做更多的事情，可以用上的有：
Premain-Class ：包含 premain 方法的類（類的全路徑名） Agent-Class ：包含 agentmain 方法的類（類的全路徑名） Boot-Class-Path ：設(shè)置引導(dǎo)類加載器搜索的路徑列表。查找類的特定于平臺(tái)的機(jī)制失敗后，引導(dǎo)類加載器會(huì)搜索這些路徑。按列出的順序搜索路徑。列表中的路徑由一個(gè)或多個(gè)空格分開。路徑使用分層 URI 的路徑組件語法。如果該路徑以斜杠字符（“/”）開頭，則為絕對(duì)路徑，否則為相對(duì)路徑。相對(duì)路徑根據(jù)代理 JAR 文件的絕對(duì)路徑解析。忽略格式不正確的路徑和不存在的路徑。如果代理是在 VM 啟動(dòng)之后某一時(shí)刻啟動(dòng)的，則忽略不表示 JAR 文件的路徑。（可選） Can-Redefine-Classes ：true表示能重定義此代理所需的類，默認(rèn)值為 false（可選） Can-Retransform-Classes ：true 表示能重轉(zhuǎn)換此代理所需的類，默認(rèn)值為 false （可選） Can-Set-Native-Method-Prefix： true表示能設(shè)置此代理所需的本機(jī)方法前綴，默認(rèn)值為 false（可選）即在該文件中主要定義了程序運(yùn)行相關(guān)的配置信息，程序運(yùn)行前會(huì)先檢測(cè)該文件中的配置項(xiàng)。
一個(gè)java程序中-javaagent參數(shù)的個(gè)數(shù)是沒有限制的，所以可以添加任意多個(gè)javaagent。所有的java agent會(huì)按照你定義的順序執(zhí)行，例如：
java -javaagent:agent1.jar -javaagent:agent2.jar -jar MyProgram.jar
程序執(zhí)行的順序?qū)?huì)是：
MyAgent1.premain -> MyAgent2.premain -> MyProgram.main
說回上面的 javaagent工程，接下來將該工程打成jar包，我在打包的時(shí)候發(fā)現(xiàn)打完包之后的 MANIFREST.MF文件被默認(rèn)配置替換掉了。所以我是手動(dòng)將上面我的配置文件替換到j(luò)ar包中的文件，這里你需要注意。
另外的再說一種不去手動(dòng)寫MANIFREST.MF文件的方式，使用maven插件：
<plugin> <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId> <artifactId>maven-jar-plugin</artifactId> <version>3.1.0</version> <configuration> <archive> <!--自動(dòng)添加META-INF/MANIFEST.MF --> <manifest><addClasspath>true</addClasspath> </manifest> <manifestEntries><Premain-Class>com.rickiyang.learn.PreMainTraceAgent</Premain-Class><Agent-Class>com.rickiyang.learn.PreMainTraceAgent</Agent-Class><Can-Redefine-Classes>true</Can-Redefine-Classes><Can-Retransform-Classes>true</Can-Retransform-Classes> </manifestEntries> </archive> </configuration></plugin>
用這種插件的方式也可以自動(dòng)生成該文件。
agent代碼就寫完了，下面再重新開一個(gè)工程，你只需要寫一個(gè)帶 main 方法的類即可：
public class TestMain { public static void main(String[] args) { System.out.println('main start'); try { Thread.sleep(3000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println('main end'); }}
很簡(jiǎn)單，然后需要做的就是將上面的 代理類 和 這個(gè)測(cè)試類關(guān)聯(lián)起來。有兩種方式：
如果你用的是idea，那么你可以點(diǎn)擊菜單： run-debug configuration，然后將你的代理類包 指定在 啟動(dòng)參數(shù)中即可：
另一種方式是不用 編譯器，采用命令行的方法。與上面大致相同，將 上面的測(cè)試類編譯成 class文件，然后 運(yùn)行該類即可：
#將該類編譯成class文件 > javac TestMain.java #指定agent程序并運(yùn)行該類 > java -javaagent:c:/alg.jar TestMain
使用上面兩種方式都可以運(yùn)行,輸出結(jié)果如下：
D:softjdk1.8binjava.exe -javaagent:c:/alg.jar '-javaagent:D:softIntelliJ IDEA 2019.1.1libidea_rt.jar=54274:D:softIntelliJ IDEA 2019.1.1bin' -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath D:softjdk1.8jrelibcharsets.jar;D:softjdk1.8jrelibdeploy.jar;D:softjdk1.8jrelibextaccess-bridge-64.jar;D:softjdk1.8jrelibextcldrdata.jar;D:softjdk1.8jrelibextdnsns.jar;D:softjdk1.8jrelibextjaccess.jar;D:softjdk1.8jrelibextjfxrt.jar;D:softjdk1.8jrelibextlocaledata.jar;D:softjdk1.8jrelibextnashorn.jar;D:softjdk1.8jrelibextsunec.jar;D:softjdk1.8jrelibextsunjce_provider.jar;D:softjdk1.8jrelibextsunmscapi.jar;D:softjdk1.8jrelibextsunpkcs11.jar;D:softjdk1.8jrelibextzipfs.jar;D:softjdk1.8jrelibjavaws.jar;D:softjdk1.8jrelibjce.jar;D:softjdk1.8jrelibjfr.jar;D:softjdk1.8jrelibjfxswt.jar;D:softjdk1.8jrelibjsse.jar;D:softjdk1.8jrelibmanagement-agent.jar;D:softjdk1.8jrelibplugin.jar;D:softjdk1.8jrelibresources.jar;D:softjdk1.8jrelibrt.jar;D:workspacedemo1targetclasses;E:.m2repositoryorgspringframeworkbootspring-boot-starter-aop2.1.1.RELEASEspring-.........1.8.11.jar;E:.m2repositorycomgoogleguavaguava20.0guava-20.0.jar;E:.m2repositoryorgapachecommonscommons-lang33.7commons-lang3-3.7.jar;E:.m2repositorycomalibabafastjson1.2.54fastjson-1.2.54.jar;E:.m2repositoryorgspringframeworkbootspring-boot2.1.0.RELEASEspring-boot-2.1.0.RELEASE.jar;E:.m2repositoryorgspringframeworkspring-context5.1.3.RELEASEspring-context-5.1.3.RELEASE.jar com.springboot.example.demo.service.TestMainagentArgs : nullpremain load Class :java/util/concurrent/ConcurrentHashMap$ForwardingNodepremain load Class :sun/nio/cs/ThreadLocalCoderspremain load Class :sun/nio/cs/ThreadLocalCoders$1premain load Class :sun/nio/cs/ThreadLocalCoders$Cachepremain load Class :sun/nio/cs/ThreadLocalCoders$2premain load Class :java/util/jar/Attributespremain load Class :java/util/jar/Manifest$FastInputStream.........premain load Class :java/lang/Class$MethodArraypremain load Class :java/lang/Voidmain startpremain load Class :sun/misc/VMSupportpremain load Class :java/util/Hashtable$KeySetpremain load Class :sun/nio/cs/ISO_8859_1$Encoderpremain load Class :sun/nio/cs/Surrogate$Parserpremain load Class :sun/nio/cs/Surrogate.........premain load Class :sun/util/locale/provider/LocaleResources$ResourceReferencemain endpremain load Class :java/lang/Shutdownpremain load Class :java/lang/Shutdown$Lock
Process finished with exit code 0
上面的輸出結(jié)果我們能夠發(fā)現(xiàn)：
執(zhí)行main方法之前會(huì)加載所有的類，包括系統(tǒng)類和自定義類； 在ClassFileTransformer中會(huì)去攔截系統(tǒng)類和自己實(shí)現(xiàn)的類對(duì)象； 如果你有對(duì)某些類對(duì)象進(jìn)行改寫，那么在攔截的時(shí)候抓住該類使用字節(jié)碼編譯工具即可實(shí)現(xiàn)。下面是使用javassist來動(dòng)態(tài)將某個(gè)方法替換掉：
package com.rickiyang.learn;import javassist.*;import java.io.IOException;import java.lang.instrument.ClassFileTransformer;import java.security.ProtectionDomain;/** * @author rickiyang * @date 2019-08-06 * @Desc */public class MyClassTransformer implements ClassFileTransformer { @Override public byte[] transform(final ClassLoader loader, final String className, final Class<?> classBeingRedefined,final ProtectionDomain protectionDomain, final byte[] classfileBuffer) { // 操作Date類 if ('java/util/Date'.equals(className)) { try {// 從ClassPool獲得CtClass對(duì)象final ClassPool classPool = ClassPool.getDefault();final CtClass clazz = classPool.get('java.util.Date');CtMethod convertToAbbr = clazz.getDeclaredMethod('convertToAbbr');//這里對(duì) java.util.Date.convertToAbbr() 方法進(jìn)行了改寫，在 return之前增加了一個(gè) 打印操作String methodBody = '{sb.append(Character.toUpperCase(name.charAt(0)));' + 'sb.append(name.charAt(1)).append(name.charAt(2));' + 'System.out.println('sb.toString()');' + 'return sb;}';convertToAbbr.setBody(methodBody);// 返回字節(jié)碼，并且detachCtClass對(duì)象byte[] byteCode = clazz.toBytecode();//detach的意思是將內(nèi)存中曾經(jīng)被javassist加載過的Date對(duì)象移除，如果下次有需要在內(nèi)存中找不到會(huì)重新走javassist加載clazz.detach();return byteCode; } catch (Exception ex) {ex.printStackTrace(); } } // 如果返回null則字節(jié)碼不會(huì)被修改 return null; }}
JVM啟動(dòng)后動(dòng)態(tài)Instrument
上面介紹的Instrumentation是在 JDK 1.5中提供的，開發(fā)者只能在main加載之前添加手腳，在 Java SE 6 的 Instrumentation 當(dāng)中，提供了一個(gè)新的代理操作方法：agentmain，可以在 main 函數(shù)開始運(yùn)行之后再運(yùn)行。
跟premain函數(shù)一樣， 開發(fā)者可以編寫一個(gè)含有agentmain函數(shù)的 Java 類：
//采用attach機(jī)制，被代理的目標(biāo)程序VM有可能很早之前已經(jīng)啟動(dòng)，當(dāng)然其所有類已經(jīng)被加載完成，這個(gè)時(shí)候需要借助Instrumentation#retransformClasses(Class<?>... classes)讓對(duì)應(yīng)的類可以重新轉(zhuǎn)換，從而激活重新轉(zhuǎn)換的類執(zhí)行ClassFileTransformer列表中的回調(diào)public static void agentmain (String agentArgs, Instrumentation inst)public static void agentmain (String agentArgs)
同樣，agentmain 方法中帶Instrumentation參數(shù)的方法也比不帶優(yōu)先級(jí)更高。開發(fā)者必須在 manifest 文件里面設(shè)置“Agent-Class”來指定包含 agentmain 函數(shù)的類。
在Java6 以后實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)后加載的新實(shí)現(xiàn)是Attach api。Attach API 很簡(jiǎn)單，只有 2 個(gè)主要的類，都在 com.sun.tools.attach 包里面：
attach實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)注入的原理如下：
通過VirtualMachine類的attach(pid)方法，便可以attach到一個(gè)運(yùn)行中的java進(jìn)程上，之后便可以通過loadAgent(agentJarPath)來將agent的jar包注入到對(duì)應(yīng)的進(jìn)程，然后對(duì)應(yīng)的進(jìn)程會(huì)調(diào)用agentmain方法。
既然是兩個(gè)進(jìn)程之間通信那肯定的建立起連接，VirtualMachine.attach動(dòng)作類似TCP創(chuàng)建連接的三次握手，目的就是搭建attach通信的連接。而后面執(zhí)行的操作，例如vm.loadAgent，其實(shí)就是向這個(gè)socket寫入數(shù)據(jù)流，接收方target VM會(huì)針對(duì)不同的傳入數(shù)據(jù)來做不同的處理。
我們來測(cè)試一下agentmain的使用：
工程結(jié)構(gòu)和 上面premain的測(cè)試一樣，編寫AgentMainTest，然后使用maven插件打包 生成MANIFEST.MF。
package com.rickiyang.learn;import java.lang.instrument.ClassFileTransformer;import java.lang.instrument.IllegalClassFormatException;import java.lang.instrument.Instrumentation;import java.security.ProtectionDomain;/** * @author rickiyang * @date 2019-08-16 * @Desc */public class AgentMainTest { public static void agentmain(String agentArgs, Instrumentation instrumentation) { instrumentation.addTransformer(new DefineTransformer(), true); } static class DefineTransformer implements ClassFileTransformer { @Override public byte[] transform(ClassLoader loader, String className, Class<?> classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain, byte[] classfileBuffer) throws IllegalClassFormatException { System.out.println('premain load Class:' + className); return classfileBuffer; } }}
<plugin> <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId> <artifactId>maven-jar-plugin</artifactId> <version>3.1.0</version> <configuration> <archive> <!--自動(dòng)添加META-INF/MANIFEST.MF --> <manifest> <addClasspath>true</addClasspath> </manifest> <manifestEntries> <Agent-Class>com.rickiyang.learn.AgentMainTest</Agent-Class> <Can-Redefine-Classes>true</Can-Redefine-Classes> <Can-Retransform-Classes>true</Can-Retransform-Classes> </manifestEntries> </archive> </configuration></plugin>
將agent打包之后，就是編寫測(cè)試main方法。上面我們畫的圖中的步驟是：從一個(gè)attach JVM去探測(cè)目標(biāo)JVM，如果目標(biāo)JVM存在則向它發(fā)送agent.jar。我測(cè)試寫的簡(jiǎn)單了些，找到當(dāng)前JVM并加載agent.jar。
package com.rickiyang.learn.job;import com.sun.tools.attach.*;import java.io.IOException;import java.util.List;/** * @author rickiyang * @date 2019-08-16 * @Desc */public class TestAgentMain { public static void main(String[] args) throws IOException, AttachNotSupportedException, AgentLoadException, AgentInitializationException { //獲取當(dāng)前系統(tǒng)中所有 運(yùn)行中的 虛擬機(jī) System.out.println('running JVM start '); List<VirtualMachineDescriptor> list = VirtualMachine.list(); for (VirtualMachineDescriptor vmd : list) { //如果虛擬機(jī)的名稱為 xxx 則 該虛擬機(jī)為目標(biāo)虛擬機(jī)，獲取該虛擬機(jī)的 pid //然后加載 agent.jar 發(fā)送給該虛擬機(jī) System.out.println(vmd.displayName()); if (vmd.displayName().endsWith('com.rickiyang.learn.job.TestAgentMain')) {VirtualMachine virtualMachine = VirtualMachine.attach(vmd.id());virtualMachine.loadAgent('/Users/yangyue/Documents/java-agent.jar');virtualMachine.detach(); } } }}
list()方法會(huì)去尋找當(dāng)前系統(tǒng)中所有運(yùn)行著的JVM進(jìn)程，你可以打印vmd.displayName()看到當(dāng)前系統(tǒng)都有哪些JVM進(jìn)程在運(yùn)行。因?yàn)閙ain函數(shù)執(zhí)行起來的時(shí)候進(jìn)程名為當(dāng)前類名，所以通過這種方式可以去找到當(dāng)前的進(jìn)程id。
注意：在mac上安裝了的jdk是能直接找到 VirtualMachine 類的，但是在windows中安裝的jdk無法找到，如果你遇到這種情況，請(qǐng)手動(dòng)將你jdk安裝目錄下：lib目錄中的tools.jar添加進(jìn)當(dāng)前工程的Libraries中。
運(yùn)行main方法的輸出為：
可以看到實(shí)際上是啟動(dòng)了一個(gè)socket進(jìn)程去傳輸agent.jar。先打印了“running JVM start”表名main方法是先啟動(dòng)了，然后才進(jìn)入代理類的transform方法。
instrument原理
instrument的底層實(shí)現(xiàn)依賴于JVMTI(JVM Tool Interface)，它是JVM暴露出來的一些供用戶擴(kuò)展的接口集合，JVMTI是基于事件驅(qū)動(dòng)的，JVM每執(zhí)行到一定的邏輯就會(huì)調(diào)用一些事件的回調(diào)接口（如果有的話），這些接口可以供開發(fā)者去擴(kuò)展自己的邏輯。JVMTIAgent是一個(gè)利用JVMTI暴露出來的接口提供了代理啟動(dòng)時(shí)加載(agent on load)、代理通過attach形式加載(agent on attach)和代理卸載(agent on unload)功能的動(dòng)態(tài)庫(kù)。而instrument agent可以理解為一類JVMTIAgent動(dòng)態(tài)庫(kù)，別名是JPLISAgent(Java Programming Language Instrumentation Services Agent)，也就是專門為java語言編寫的插樁服務(wù)提供支持的代理。
啟動(dòng)時(shí)加載instrument agent過程：
1.創(chuàng)建并初始化 JPLISAgent；
2.監(jiān)聽 VMInit 事件，在 JVM 初始化完成之后做下面的事情：
創(chuàng)建 InstrumentationImpl 對(duì)象 ； 監(jiān)聽 ClassFileLoadHook 事件 ； 調(diào)用 InstrumentationImpl 的loadClassAndCallPremain方法，在這個(gè)方法里會(huì)去調(diào)用 javaagent 中 MANIFEST.MF 里指定的Premain-Class 類的 premain 方法 ；3.解析 javaagent 中 MANIFEST.MF 文件的參數(shù)，并根據(jù)這些參數(shù)來設(shè)置 JPLISAgent 里的一些內(nèi)容。
運(yùn)行時(shí)加載instrument agent過程：
通過 JVM 的attach機(jī)制來請(qǐng)求目標(biāo) JVM 加載對(duì)應(yīng)的agent，過程大致如下：
1.創(chuàng)建并初始化JPLISAgent；
2.解析 javaagent 里 MANIFEST.MF 里的參數(shù)；
3.創(chuàng)建 InstrumentationImpl 對(duì)象；
4.監(jiān)聽 ClassFileLoadHook 事件；
5.調(diào)用 InstrumentationImpl 的loadClassAndCallAgentmain方法，在這個(gè)方法里會(huì)去調(diào)用javaagent里 MANIFEST.MF 里指定的Agent-Class類的agentmain方法。
Instrumentation的局限性
大多數(shù)情況下，我們使用Instrumentation都是使用其字節(jié)碼插樁的功能，或者籠統(tǒng)說就是類重定義(Class Redefine)的功能，但是有以下的局限性：
1.premain和agentmain兩種方式修改字節(jié)碼的時(shí)機(jī)都是類文件加載之后，也就是說必須要帶有Class類型的參數(shù)，不能通過字節(jié)碼文件和自定義的類名重新定義一個(gè)本來不存在的類。
2.類的字節(jié)碼修改稱為類轉(zhuǎn)換(Class Transform)，類轉(zhuǎn)換其實(shí)最終都回歸到類重定義Instrumentation#redefineClasses()方法，此方法有以下限制：
新類和老類的父類必須相同； 新類和老類實(shí)現(xiàn)的接口數(shù)也要相同，并且是相同的接口； 新類和老類訪問符必須一致。 新類和老類字段數(shù)和字段名要一致； 新類和老類新增或刪除的方法必須是private static/final修飾的； 可以修改方法體。除了上面的方式，如果想要重新定義一個(gè)類，可以考慮基于類加載器隔離的方式：創(chuàng)建一個(gè)新的自定義類加載器去通過新的字節(jié)碼去定義一個(gè)全新的類，不過也存在只能通過反射調(diào)用該全新類的局限性。
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