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这次我们为大家带来中间件增强框架专题（MOF）的最后一篇文章，为大家讲解 MOF 中的 InterceptFramework 框架。该框架可以在应用启动过程中获取画像信息，实现应用画像数据采集和存储。
前言
在智能运维中，应用服务所使用的组件及 JAR 包等相关信息非常重要，这些信息能够清晰地描绘一个应用服务的骨架，我们称这些信息为应用画像。在 UAVStack 中，中间件增强框架（MOF）下的 InterceptFramework 可以在应用启动过程中获取画像信息。本文主要介绍 InterceptFramework 的架构原理和在此基础上实现的应用画像数据采集与存储。
整体架构
关键技术
Javaassist
Hook
关键类及功能
Profile 数据和客户端监控指标主要通过 InterceptSupport 和 hookProxy 机制捕获和监控。
Profile 也会安装至 DataObserver 对象并暴露 JMX/HTTP 接口。
拦截之前的准备
1. 在应用启动的特定生命周期内改写字节码，植入特定的逻辑处理代码进行拦截。
2. 拦截框架对应的 Supporter 启动，从配置文件中获取应该装载的 Listener，构建 InterceptSupport 实例，把 Listener 添加到 InterceptSupport 实例中。
具体的拦截逻辑
在应用启动过程中的特定生命周期，之前植入的代码拦截逻辑开始执行 InterceptSupport 的 doIntercept 方法，遍历已注册的 Listener 监听器。每个监听器都继承自 InterceptEventListener 类。不同的子 Listener 对相应类型的画像采集处理：AppProfilingListener 负责监听所有服务画像事件，AppFrkHookFactoryListener 负责监听客户端画像事件。
架构说明
InterceptSupport：单例作为统一的 Profile/Client hook 捕获入口点
InterceptContext：捕获上下文接口, 所有捕获参数由 Context 封装
InterceptEventListener：事件劫持监听器, 所有监听器需继承并注册监听
AppProfilingListener：服务画像监听器, 监听所有服务画像事件
AppFrkHookFactoryListener：客户端画像监听代理
关键类说明
StandardProfile：实现了 Profile 接口，是画像数据抓取实现类，提供了 doProfiling 方法负责抓取行为和生成抓取结果；
ProfileHandler：不同的抓取逻辑和抓取点的共同接口，实现不同的抓取逻辑；提供了抓取行为的 doProfiling 方法;
StandardProfileRepository：存储画像数据抓取数据结构；
DataObserver：暴露了 JMX/HTTP 接口数据；
Profile 实时监控在从 AppProfilingListener 类调用 startProfiling 时，将 Profile 对象安装到 DataObserver 对象中；
DataObserver 提供 JMX/HTTP 服务，供后续抓取使用，其中 Http 服务注册了 HttpJEEProfileObserver，主要负责画像数据的抓取服务；
各个 Handler 类具体处理抓取的各类数据。
画像数据
画像数据即静态数据，是在进程启动时即可得到的数据，包括操作系统相关的信息、程序相关的信息、程序启动后相关的初始化信息。
画像数据主要包括服务画像、溯源感知画像和客户端画像三部分，如上图所示。以下分别从这三个方面介绍画像采集：
服务画像采集
服务画像描述了服务本体的信息，包括应用唯一标识（AppID）、服务名（Service ID）、服务实例的 URI、服务接口的 URI、服务接口的元数据（类、方法、入参出参、注解、部署描述符）。
以 Tomcat 为例，应用的启动过程需要经过 StandardContext 的 start 方法。我们可以在此方法的最后植入代码逻辑进行拦截，通过拦截可以获取到以下信息：
应用名、webworkdir（工作目录）、servletcontext、contextpath、basepath（应用实际路径）等容器上下文信息；
根据相应的技术规范（Servlet、JAXRS、JAXWS、Spring 等）获取画像数据，主要包括：通过反射的方式获取类和方法名以及出参入参信息、扫描注解类、获取注解信息、解析部署描述符文件（web.xml 等）信息。
服务画像除了获取以上信息外，还获取应用的日志路径和所用 JAR 包等信息。
溯源画像采集
溯源画像采集主要借助 HTTP 协议 Header 中的字段进行溯源，通过中间件劫持技术拦截 Tomcat 中 StandardEngineValve 的 Invoke 方法，获取溯源数据。
收集的数据有以下几种：
Client Address：直连客户端 IP 地址；
X-Forwarded-For：如果存在，则为代理路由地址链，则直连客户端为代理服务；
Host：表明远程主机甚至端口信息，如果直连客户端是代理服务，则 Host 为代理 IP 地址和端口；
User-Agent：代理描述，可用来区分浏览器还是程序客户端，还可以提取很多浏览器终端信息；
UAV-Client-Src：HTTP 客户端劫持加入的 Header 字段，用于 UAV 应用之间调用的拟合。
客户端画像采集
客户端画像通过对一系列常用中间件客户端进行劫持实现，目前已支持同步 / 异步 http、数据库 jdbc、redis(jedis,aredis,lettuce)、mongodb、rocketmq/rabbitmq/Kafka、ESClient 等。
劫持通过 javaassist 字节码改写、动态代理等 AOP 技术，在客户端调用代码中嵌入特定处理逻辑，获取调用相关的信息，如调用地址、调用协议、调用结果等。
画像数据基于调用地址、访问协议、调用结果的特征提取来确定目标服务。
调用地址：以类 URI 格式表示
http/https 服务（业务 / 代理服务）：http://
关系型数据库（数据源服务）：jdbc:
非关系型数据库或缓存（数据源服务）：
消息队列（消息服务）：mq:
访问协议：某种访问动作。例如 HTTP 的 POST、SQL 插入、发送 / 订阅消息、Redis 的 hgethashall、Mongo 的 Collection 操作等。
访问结果特征：服务的基础栈类型、是否集群，例如 Nginx、Tomcat、Apache 等。
以 ESClient 为例，我们可以劫持 TransportService 的 sendRequest 方法，植入我们的拦截代码逻辑。
与服务画像不同的是，客户端画像发生在具体客户端调用过程中，并非在应用的启动环节。
画像存储结构
画像存储按以下结构分层存储：
StandardProfileRespository 存储某个应用的整个画像；
StandardProfileElement 存储某类组件画像（服务端、客户端、日志、jar 等）；
ProfileElementInstance 存储某类组件当中的某一个组件画像，以服务组件画像为例，如：如组件 JAXRS、Servlets 各为一个 ProfileElementInstance，但它们同属于服务组件这一 StandardProfileElement.
DataObserver 提供了 JMX 和 HTTP 两种模式来暴露接口画像数据，这一点与实时数据类似，在我们 MOF 系列的兄弟篇《中间件增加框架之 CaptureFramework》中已经详细介绍过，在此处不再赘述。
作者：李兴胜 宜信技术学院官网：http://college.creditease.cn/…