关于java:如何使用Java跟踪JVM文件系统访问

应用自定义平安管理器作为本机跟踪程序的低开销代替办法。

对于跟踪 Java 应用程序的文件系统拜访，本机跟踪工具始终是首选。在 Windows 上，应用 Process Monitor 跟踪 I / O。在 Linux 上，应用 strace。其余平台也提供相似的性能。

通过间接在 Java 中进行跟踪，您能够解决环境限度。例如，在短少该 CAP_SYS_PTRACE 性能的容器中 strace 不可用，并且容器主机并非始终可拜访。此外，潜在的更轻量的跟踪机制可不便地在生产环境中进行跟踪。

要走 Java 路线，您能够通过扩大来实现本人的平安管理器 java.lang.SecurityManager。此类提供了 checkRead，checkWrite 和 checkDelete 办法，一旦代码尝试进行相应的拜访，它们就会被调用。

一个示例实现：

public class TraceSecurityManager extends SecurityManager {public void checkRead(String file) {System.out.println("Read:" + file);
    super.checkRead(file);
  }
  public void checkRead(String file, Object context) {System.out.println("Read:" + file);
    super.checkRead(file, context);
  }
  public void checkWrite(String file) {System.out.println("Write:" + file);
    super.checkWrite(file);
  }
  public void checkDelete(String file) {System.out.println("Delete:" + file);
    super.checkDelete(file);
  }
}

为了测试样本，咱们应用 Java 编译器作为测试对象。为了启用跟踪平安管理器，咱们设置适当的零碎属性，并应用无效的 Java 源文件执行命令 Test.java：

$ java -Djava.security.manager=TraceSecurityManager com.sun.tools.javac.Main Test.java
Read: /home/user/com/sun/tools/javac/resources/spi/compilerProvider.class
Read: /home/user/com/sun/tools/javac/resources/compiler_en.properties
Read: /home/user/com/sun/tools/javac/resources/compiler_en_US.properties
Exception in thread "main" java.security.AccessControlException: access denied ("java.lang.RuntimePermission" "getenv.JDK_JAVAC_OPTIONS")
        at java.base/java.security.AccessControlContext.checkPermission(AccessControlContext.java:472)
        at java.base/java.security.AccessController.checkPermission(AccessController.java:897)
        at java.base/java.lang.SecurityManager.checkPermission(SecurityManager.java:322)
        at java.base/java.lang.System.getenv(System.java:999)
        at jdk.compiler/com.sun.tools.javac.main.CommandLine.appendParsedEnvVariables(CommandLine.java:252)
        at jdk.compiler/com.sun.tools.javac.main.CommandLine.parse(CommandLine.java:99)
        at jdk.compiler/com.sun.tools.javac.main.CommandLine.parse(CommandLine.java:123)
        at jdk.compiler/com.sun.tools.javac.main.Main.compile(Main.java:215)
        at jdk.compiler/com.sun.tools.javac.main.Main.compile(Main.java:170)
        at jdk.compiler/com.sun.tools.javac.Main.compile(Main.java:57)
        at jdk.compiler/com.sun.tools.javac.Main.main(Main.java:43)

跟踪实现无效。咱们甚至能够看到类加载尝试。然而，javac 失败，因为短少权限。起因是，通过 system 属性装置平安管理器后，默认的 Java 安全策略处于活动状态，并且未授予所需的权限。要解决此问题，您能够提供起码的自定义策略，也能够 checkPermission 应用空的实现笼罩该办法。在这种状况下，我抉择了最小策略：

grant {permission java.security.AllPermission "","";};

有了适当的政策，咱们能够从新测试：

$ java -Djava.security.policy=test.policy -Djava.security.manager=TraceSecurityManager com.sun.tools.javac.Main Test.java
Read: /home/user/com/sun/tools/javac/resources/spi/compilerProvider.class
Read: /home/user/com/sun/tools/javac/resources/compiler_en.properties
Read: /home/user/com/sun/tools/javac/resources/compiler_en_US.properties
Read: Test.java
Read: Test.java
Read: /usr/lib/jvm/java-11-openjdk-11.0.10.0.9-1.el7_9.x86_64/lib/modules
Read: /usr/lib/jvm/java-11-openjdk-11.0.10.0.9-1.el7_9.x86_64/lib/modules
Read: /usr/lib/jvm/java-11-openjdk-11.0.10.0.9-1.el7_9.x86_64/lib/jfxrt.jar
Read: /home/user/META-INF/services/java.nio.file.spi.FileSystemProvider
Read: /usr/lib/jvm/java-11-openjdk-11.0.10.0.9-1.el7_9.x86_64/lib/modules
Read: /usr/lib/jvm/java-11-openjdk-11.0.10.0.9-1.el7_9.x86_64/lib/modules
Read: Test.java
Read: /home/user/Test.java
Read: ./.bash_logout
Read: /home/user/.bash_logout
Read: ./.bash_profile
Read: /home/user/.bash_profile
Read: ./.bashrc
Read: /home/user/.bashrc
[...]
Read: /home/user/com/sun/tools/javac/resources/spi/ctProvider.class
Read: /home/user/com/sun/tools/javac/resources/ct_en.properties
Read: /home/user/com/sun/tools/javac/resources/ct_en_US.properties
Read: /home/user/TraceSecurityManager.class
Read: /home/user/Test.class
Read: /home/user
Write: /home/user/Test.class
Read: Test.java

这次，咱们取得了残缺的 javac 文件系统拜访跟踪。还能够在运行时启用安全性管理器，如果因为某种原因而无法控制 Java 命令行，这将十分有用：

System.setSecurityManager(new TraceSecurityManager());

在这种特定状况下，因为默认策略未处于活动状态，因而不须要自定义策略。
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应用平安管理器来跟踪文件系统拜访必定不是最好的抉择，因为可能短少与调试计划相干的详细信息，然而如果您没有其余抉择并且须要实现工作或开销很小，则这是一个很好的折衷方案。跟踪是必须的。