Instrumentation
Instrumentation是JDK 1.5的一个新个性，通过java.lang.instrument包能够实现一个独立于应用程序的Agent程序，可能替换和批改类的定义。有了这样的性能，开发者能够实现灵便的运行时虚拟机监控和Java类加强，实际上提供了一种虚拟机级别的AOP实现形式。
Java Agent Demo
上面介绍通过java.lang.instrument编写Agent的个别办法。
实现Agent启动办法
Java Agent反对指标JVM启动时加载，也反对在指标JVM运行时加载，这两种不同的加载模式会应用不同的入口函数，如果须要在指标JVM启动的同时加载Agent，那么能够抉择实现上面的办法：
[1] public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst);[2] public static void premain(String agentArgs);JVM将首先寻找[1]，如果没有发现[1]，再寻找[2]。
如果心愿在指标JVM运行时加载Agent，则须要实现上面的办法：
[1] public static void agentmain(String agentArgs, Instrumentation inst);[2] public static void agentmain(String agentArgs);这两组办法的第一个参数agentArgs是伴随–javaagent一起传入的程序参数，如果这个字符串代表了多个参数，就须要本人解析这些参数。instrumentation是Instrumentation类型的对象，是JVM主动传入的，咱们能够拿这个参数进行类加强等操作。
public class Agent { public static void premain(String agentArgs, Instrumentation instrumentation) { System.out.println("Agent premain start ..."); System.out.println("Agent args: " + agentArgs); instrumentation.addTransformer(new AppInitTramsformer()); } public static void agentmain(String agentArgs, Instrumentation instrumentation) { System.out.println("Agent agentmain start ..."); System.out.println("Agent args: " + agentArgs); instrumentation.addTransformer(new AppInitTramsformer()); }}实现Transformer
在Instrumentation接口中，通过addTransformer办法来减少一个类转换器，类转换器由类ClassFileTransformer接口实现。ClassFileTransformer接口中惟一的办法transform用于实现类转换，当类被加载的时候，就会调用transform办法，进行类转换。在运行时，咱们能够通过Instrumentation的redefineClasses办法进行类重定义。实现时留神不要减少、删除或者重命名字段和办法，扭转办法的签名或者类的继承关系。
批改字节码能够借助ASM、javassist、bytebuddy等工具。下例中应用了javassist。
public class AppInitTramsformer implements ClassFileTransformer { private static final String INJECTED_CLASS = "com.github.godshang.agent.Agent"; @Override public byte[] transform(ClassLoader loader, String className, Class<?> classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain, byte[] classfileBuffer) throws IllegalClassFormatException { String realClassName = className.replace("/", "."); if (realClassName.equals(INJECTED_CLASS)) { System.out.println("拦挡到的类名：" + realClassName); CtClass ctClass; try { ClassPool classPool = ClassPool.getDefault(); ctClass = classPool.get(realClassName); CtMethod[] declaredMethods = ctClass.getDeclaredMethods(); for (CtMethod method : declaredMethods) { System.out.println(method.getName() + "办法被拦挡"); method.addLocalVariable("time", CtClass.longType); method.insertBefore("System.out.println(\"---开始执行---\");"); method.insertBefore("time = System.currentTimeMillis();"); method.insertAfter("System.out.println(\"---完结执行---\");"); method.insertAfter("System.out.println(\"运行耗时: \" + (System.currentTimeMillis() - time));"); } return ctClass.toBytecode(); } catch (Throwable e) { System.out.println(e.getMessage()); e.printStackTrace(); } } return new byte[0]; }}MANIFEST.MF 文件
编写的Agent如何被内部应用程序通晓呢？依附的是MANIFEST.MF文件。文件的具体门路是：src/main/resources/META-INF/MANIFEST.MF。
Manifest-Version: 1.0Premain-Class: com.github.godshang.agent.AgentAgent-Class: com.github.godshang.agent.AgentCan-Redefine-Classes: trueCan-Retransform-Classes: trueMANIFEST.MF文件Premain-Class对应premain入口即启动时加载Agent，Agent-Class对应agentmain入口即运行时加载Agent。Can-Redefine-Classes示意是否能重定义此代理所需的类，默认值是false。Can-Retransform-Classes示意是否能重转换此代理所需的类，默认值是false。
除了间接创立MANIFEST.MF文件，也能够在Maven中配置编译打包插件。
<plugin> <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId> <artifactId>maven-jar-plugin</artifactId> <version>3.2.0</version> <configuration> <archive> <!--主动增加META-INF/MANIFEST.MF --> <manifest> <addClasspath>true</addClasspath> </manifest> <manifestEntries> <Menifest-Version>1.0</Menifest-Version> <Premain-Class>com.github.godshang.agent.Agent</Premain-Class> <Agent-Class>com.github.godshang.agent.Agent</Agent-Class> <Can-Redefine-Classes>true</Can-Redefine-Classes> <Can-Retransform-Classes>true</Can-Retransform-Classes> </manifestEntries> </archive> </configuration></plugin>加载Agent
如果是启动时进行动态加载，须要在启动参数中减少-javaagent参数：
public class AppMain { /** * -javaagent:E:\github\java-agent\agent\target\agent-1.0-SNAPSHOT.jar=hello * @param args */ public static void main(String[] args) { AppInit appInit = new AppInit(); appInit.init(); }}如果是运行时进行动静加载，可参考如下代码：
public class AttachMain { public static void main(String[] args) { for (VirtualMachineDescriptor vmd : VirtualMachine.list()) { System.out.println(vmd.displayName()); if (vmd.displayName().endsWith("AttachMain")) { try { VirtualMachine vm = VirtualMachine.attach(vmd.id()); vm.loadAgent("E:\\github\\java-agent\\agent\\target\\agent-1.0-SNAPSHOT.jar=hello"); vm.detach(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } AppInit appInit = new AppInit(); appInit.init(); }}Java Agent 原理
Instrumentation的底层实现 依赖于JVMTI，也就是JVM Tool Interface。
JVMTI
JVMTI（JVM Tool Interface）是Java虚构计对外提供的Native编程接口，是JVM裸露进去给用户扩大应用的接口汇合。通过JVMTI内部过程能够获取到运行时JVM的诸多信息，比方线程、GC等。JVMTI是基于事件驱动的，JVM每执行肯定的逻辑就会触发一些事件的回调接口，通过这些回调接口，用户能够自行扩大实现本人的逻辑。
JVMTI Agent
实现了JVMTI的客户端程序称之为agent，它其实就是利用JVMTI裸露进去的接口实现用户自行的逻辑。在JVMTI Agent中次要有三个办法：
Agent_OnLoad办法，如果agent在启动时加载，就执行这个办法Agent_OnAttach办法，如果agent不是在启动的时候加载的，是咱们先attach到指标线程上，而后对对应的指标过程发送load命令来加载agent，在加载过程中调用Agent_OnAttach函数Agent_OnUnload办法，在agent做卸载掉时候调用
如何应用C++开发Agent，能够参考这篇文章。
Instrument
JVMTI是一套Native接口，在Java SE 5之前，要实现一个Agent只能通过编写Native代码来实现。从Java SE 5开始，能够应用Java的Instrumentation接口来编写Agent。无论是通过Native的形式还是通过Java Instrumentation接口的形式来编写Agent，它们的工作都是借助JVMTI来进行实现。
JPLISAgent全名是Java Programming Language Instrumentation Services Agent，它是一种非凡的JVMTI Agent，作用是初始化所有通过Instrumentation接口编写的Agent，并且也承当着通过JVMTI实现Instrumentation中裸露API的责任。
Reference
- https://docs.oracle.com/javas...
- https://cloud.tencent.com/dev...
- https://xz.aliyun.com/t/10186
- https://juejin.cn/post/708602...
- https://jueee.github.io/2020/...
- https://www.overops.com/blog/...