Java-agent与Instrument概念一览

转载自https://www.cnblogs.com/jhxxb/p/11570503.html

Java Instrument 能做什么？最大的作用？

使开发者可以构建一个独立于应用程序的代理程序 Agent，用来监控和协助运行在 JVM 上的程序，更重要的是能够替换和修改某些类的定义；

最大的作用：可以实现一种虚拟机级别支持的 AOP 实现方式；

基于 JVMTI 代理程序。

JVMTI：一套代理程序机制，为 JVM 相关工具提供的本地编程接口集合。

JVMTI 可以支持第三方工具程序以代理的方式连接和访问 JVM，并利用 JVMTI 提供的丰富的编程接口，完成很多跟 JVM 相关的功能。

java.lang.instrument.ClassFileTransformer 是什么，有什么作用？

ClassFileTransformer 当中的 transform 方法可以对类定义进行操作修改；

在类字节码载入 JVM 前，JVM 会调用 ClassFileTransformer.transform 方法，从而实现对类定义进行操作修改，实现 AOP 功能；相对于 JDK  动态代理、CGLIB 等 AOP 实现技术，不会生成新类，也不需要原类有接口；

两个核心 API：ClassFileTransformer、Instrumention？

ClassFileTransformer：定义了类加载前的预处理类；

Instrumentation：增强器

（1）add/removeTransformer：添加/删除 ClasFileTransformer；

（2）retransformerClasses：指定哪些类，在已加载的情况下，重新进行转换处理，即触发重新加载类定义；对于重新加载的类不能修改旧有的类声明，比如：不能增加属性、不能修改方法声明等；

（3）redefineClasses：指定哪些类，触发重新加载类定义，与上面不同的是不会重新进行转换处理，而是把处理结果 bytecode 直接给 JVM；

（4）getAllLoadedClasses：获取当前已加载的 Class 集合；

（5）getInitiatedClasses：获取由某个特定 ClassLoader 加载的类定义；

（6）getObjectSize：获得一个对象占用的空间大小；

（7）appendToBootstrapClassLoaderSearch/appentToSystemClassLoaderSearch：增加 BootstrapClassLoader/SystemClassLoader 搜索路径；

（8）isNativeMethodPrefixSupported/SetNativeMethodPrefix：判断 JVM 是否支持拦截 Native Method；

Java Instrument 工作原理？

在 JVM 启动时，通过 JVM 参数 -javaagent，传入 agent jar，Instrument Agent 被加载；

在 Instrument Agent 初始化时，注册了 JVMTI 初始化函数 eventHandlerVMinit；

在 JVM 启动时，会调用初始化函数 eventHandlerVMinit，启动了 Instrument Agent，用 sun.instrument.instrumentationImpl 类里的方法 loadClassAndCallPremain 方法去初始化 Premain-Class 指定类的 premain 方法；

初始化函数 eventHandlerVMinit，注册了 class 解析的 ClassFileLoadHook 函数；

在解析 Class 之前，JVM 调用 JVMTI 的 ClassFileLoadHook 函数，钩子函数调用 sun.instrument.instrumentationImpl 类里的 transform 方法，通过 TransformerManager 的 transformer 方法最终调用我们自定义的 Transformer 类的 transform 方法；

因为字节码在解析 Class 之前改的，直接使用修改后的字节码的数据流替代，最后进入 Class 解析，对整个 Class 解析无影响；

重新加载 Class 依然重新走 5-6 步骤；