JVMTI

什么是JVMTI

JVM Tool Interface简称JVMTI是一组对外接口，通过这组接口能够实现，获取虚拟机运行状态、线程剖析、监控、调试、覆盖率剖析等性能。

JVMTIAgent

什么是JVMTIAgent

为了应用JVMTI提供的对外接口，个别采纳Agent形式来实现JVMTI提供的对外接口，JVMTIAgent相似于c语言的动静库的概念。

实现形式

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形式。

启动形式

Agent有两种启动形式

• 第一种是在jvm启动的时候，指定agent程序的地位来启动。
• 另外一种形式是jvm曾经在运行了，应用attach的形式到指标过程外面。在java1.5的时候只反对jvm启动，在java1.6的时候反对attach的形式启动，在jvm的tool.jar外面提供了工具VirtualMachine来帮忙启动agent。

Instrument

什么是Instrument

Instrument提供了为Java编程语言插入代码的服务，Instrumentation是在办法中增加字节码，以便收集应用的数据，因为这些扭转是增加字节码，不会批改程序的状态或者行为。比方监视器代码、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，在办法中增加字节码，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含：CGLIB、Javassist、ASM等。

获取Instrumentation实例

指定接管类

要获取Instrumentation实例，首先要指定将Instrumentation实例传递给哪个类，有两种形式来指定传递给这个类。

• 第一种形式是在配置文件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

• 第二种形式是在pom文件中指定，实质上也是在配置MANIFEST.MF文件

  <plugin>
    <excutions>
      <excution>
        <archive>
            <manifestFile>
            <Premain-Class>com.lee.agent.PreMainAgent</Premain-Class>
            <Agent-Class>com.lee.agent.PreMainAgent</Agent-Class>
          </manifestFile>
        </archive>
      </excution>
    </excutions>
  </plugin>

指定接管办法

• 当JVM以指定代理类的形式启动，在这种状况下Instrumentation实例被传给代理类的premain办法；

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

• 当JVM启动后，以attach的形式指定代理类，在这种状况下Instrumentation实例被传递给代理类的agentmain办法。

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

示例代码

整体流程图示

目标程序

目标程序是被操作的程序，被批改的是指标类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("执行测试形式");
        return "return";
    }
}

Agent程序

public class PreMainAgent {
    /**
     * 指定agentjar包启动，Instrument实例会传递给这个办法
     */
    public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst){
        customLogic(inst);
    }
    /**
     * attach办法启动，Instrument实例会传递给这个办法
     */ 
    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我的项目打包成一个jar包，agent.jar

• 两种启动形式

  • 在启动目标程序的时候指定agent的地位：-javaagent:jar包门路\Jagent.jar

  • 以attach形式启动

    // project1启动的pid
    VirtualMachine vm = VirtualMachine.attach("1856");
    vm.loadAgent("jar包门路\Jagent.jar");