java instrumentation &JVMTI

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Java Instrumentation （參考：http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-jse61/）

簡介：

使用Instrumentation，開發人員可以構建獨立於應用程式的代理程式，用來檢測和協助運行在JVM上的程式，甚至能夠替換和修改某些類的定義

遇到問題：

運行在tomcat容器中的應用程式，由於main方法是在Bootstrap.jar中容器啟動時執行的，

Agent-class方式在替換的方法中只擷取到tomcat相關jar包中的一些類：

中是在transform方法中列印出來的，這個方法會在二中介紹

具體介紹：

下面是兩種方式PreMain 和 agentMain，分別為main函數執行之前，和執行之後的操作

一：PreMain

main函數執行之間，掃描判斷特定的類，然後以位元組數組的方式載入代理類的位元組碼檔案，替換目標類：

範例程式碼：

public class TransClass {    public int getNumber() {        return 2;    }}

TransClass

 

import java.io.File;import java.io.FileInputStream;import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.lang.instrument.ClassFileTransformer;import java.lang.instrument.IllegalClassFormatException;import java.security.ProtectionDomain;class Transformer implements ClassFileTransformer {    public static final String classNumberReturns2 = "D://AOP//TransClass.class.2";    public static byte[] getBytesFromFile(String fileName) {    try {        // precondition        File file = new File(fileName);        InputStream is = new FileInputStream(file);        long length = file.length();        byte[] bytes = new byte[(int) length];            // Read in the bytes        int offset = 0;        int numRead = 0;        while (offset <bytes.length && (numRead = is.read(bytes, offset, bytes.length - offset)) >= 0) {            offset += numRead;        }        if (offset < bytes.length) {            throw new IOException("Could not completely read file "+ file.getName());        }        is.close();        return bytes;        } catch (Exception e) {            System.out.println("error occurs in _ClassTransformer!"+ e.getClass().getName());            return null;        }    }    public byte[] transform(ClassLoader l, String className, Class<?> c,        ProtectionDomain pd, byte[] b) throws IllegalClassFormatException {        if (!className.equals("TransClass")) {            return null;        }        return getBytesFromFile(classNumberReturns2);    }} 

Transformer

public class TestMainInJar {    public static void main(String[] args) {        System.out.println(new TransClass().getNumber());    }}

TestMainInJar

import java.lang.instrument.UnmodifiableClassException;import java.lang.instrument.Instrumentation;public class Premain {public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst)    throws ClassNotFoundException, UnmodifiableClassException {        inst.addTransformer(new Transformer());    }} 

Premain

Manifest-Version: 1.0Premain-Class: Premain

MANIFEST.MF

步驟：

1. TransClass.java 中 改成 return 2; 之後編譯產生的TransClass.class改名為TransClass.class.2 ，以防止跟原TransClass.class重名

2. 打包：jar -cvf0 TestInstrument1.jar TransClass.class Transformer.class TestMainInJar.class Premain.class

            打好jar後替換manifest.mf檔案，（沒找到怎麼把這個檔案直接打進jar包）

3. 命令列執行

    1）java -javaagent:TestInstrument1.jar -cp TestInstrument1.jar TestMainInJar

    2）java -cp TestInstrument1.jar TestMainInJar

　（TransClass.class.2 和 TestInstrument1.jar 需要放置到  D:\AOP 目錄下）

    用第一個命令執行的時候，會把TransClass.class.2的內容載入進來替換jar包中的TransClass.class，而第二個命令是正常執行jar包中的TransClass.class

二： Agent-class

import java.lang.instrument.Instrumentation;public class LoadedAgent {    @SuppressWarnings("rawtypes")    public static void agentmain(String args, Instrumentation inst){        Class[] classes = inst.getAllLoadedClasses();    //inst.addTransformer(new Transformer());        for(Class cls :classes){            System.out.println(cls.getName());        }    }}

LoadedAgent

 

public class TargetVM {    public static void main(String[] args) throws InterruptedException{        while(true){            Thread.sleep(1000);        }    }}

TargetVM

import java.io.IOException;import com.sun.tools.attach.AgentInitializationException;import com.sun.tools.attach.AgentLoadException;import com.sun.tools.attach.AttachNotSupportedException;import com.sun.tools.attach.VirtualMachine;public class Test {    public static void main(String[] args) throws AttachNotSupportedException,            IOException, AgentLoadException, AgentInitializationException {        VirtualMachine vm = VirtualMachine.attach("1244");        vm.loadAgent("D:/AOP/agentmain/agentAop.jar");    }}

Test

Manifest-Version: 1.0Agent-Class: LoadedAgent

MANIFEST.MF

步驟：

    1. 將LoadedAgent.class 和 Manifest.mf打進jar包

    2. 執行TargetVM.class 擷取進程號PID

    3. 執行Test.class pid作為參數

　　

注意：

    1. 編譯時間需要用到jdk中lib目錄下的tools.jar  javac -cp tools.jar Test.java

    2. 執行命令(1244 是進程號) ：java -classpath "D:/AOP/agentmain/tools.jar" Test 1244