关于jdk1.6的instrumentation代理使用问题

关键词 发布于 2014/03/12 16:38
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Java SE 6 的新特性:虚拟机启动后的动态 instrument

在 Java SE 5 当中,开发者只能在 premain 当中施展想象力,所作的 Instrumentation 也仅限与 main 函数执行前,这样的方式存在一定的局限性。

在 Java SE 5 的基础上,Java SE 6 针对这种状况做出了改进,开发者可以在 main 函数开始执行以后,再启动自己的 Instrumentation 程序。

在 Java SE 6 的 Instrumentation 当中,有一个跟 premain“并驾齐驱”的“agentmain”方法,可以在 main 函数开始运行之后再运行。

跟 premain 函数一样, 开发者可以编写一个含有“agentmain”函数的 Java 类:

public static void agentmain (String agentArgs, Instrumentation inst); 		 [1] 
 public static void agentmain (String agentArgs); 			 [2]

同样,[1] 的优先级比 [2] 高,将会被优先执行。

跟 premain 函数一样,开发者可以在 agentmain 中进行对类的各种操作。其中的 agentArgs 和 Inst 的用法跟 premain 相同。

与“Premain-Class”类似,开发者必须在 manifest 文件里面设置“Agent-Class”来指定包含 agentmain 函数的类。

可是,跟 premain 不同的是,agentmain 需要在 main 函数开始运行后才启动,这样的时机应该如何确定呢,这样的功能又如何实现呢?

在 Java SE 6 文档当中,开发者也许无法在 java.lang.instrument 包相关的文档部分看到明确的介绍,更加无法看到具体的应用 agnetmain 的例子。不过,在 Java SE 6 的新特性里面,有一个不太起眼的地方,揭示了 agentmain 的用法。这就是 Java SE 6 当中提供的 Attach API。

Attach API 不是 Java 的标准 API,而是 Sun 公司提供的一套扩展 API,用来向目标 JVM ”附着”(Attach)代理工具程序的。有了它,开发者可以方便的监控一个 JVM,运行一个外加的代理程序。

Attach API 很简单,只有 2 个主要的类,都在 com.sun.tools.attach 包里面: VirtualMachine 代表一个 Java 虚拟机,也就是程序需要监控的目标虚拟机,提供了 JVM 枚举,Attach 动作和 Detach 动作(Attach 动作的相反行为,从 JVM 上面解除一个代理)等等 ; VirtualMachineDescriptor 则是一个描述虚拟机的容器类,配合 VirtualMachine 类完成各种功能。

为了简单起见,我们举例简化如下:依然用类文件替换的方式,将一个返回 1 的函数替换成返回 2 的函数,Attach API 写在一个线程里面,用睡眠等待的方式,每隔半秒时间检查一次所有的 Java 虚拟机,当发现有新的虚拟机出现的时候,就调用 attach 函数,随后再按照 Attach API 文档里面所说的方式装载 Jar 文件。等到 5 秒钟的时候,attach 程序自动结束。而在 main 函数里面,程序每隔半秒钟输出一次返回值(显示出返回值从 1 变成 2)。

TransClass 类和 Transformer 类的代码不变,参看上一节介绍。 含有 main 函数的 TestMainInJar 代码为:

public class TestMainInJar { 
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
        System.out.println(new TransClass().getNumber()); 
        int count = 0; 
        while (true) { 
            Thread.sleep(500); 
            count++; 
            int number = new TransClass().getNumber(); 
            System.out.println(number); 
            if (3 == number || count >= 10) { 
                break; 
            } 
        } 
    } 
 }

含有 agentmain 的 AgentMain 类的代码为:

import java.lang.instrument.ClassDefinition; 
 import java.lang.instrument.Instrumentation; 
 import java.lang.instrument.UnmodifiableClassException; 

 public class AgentMain { 
    public static void agentmain(String agentArgs, Instrumentation inst) 
            throws ClassNotFoundException, UnmodifiableClassException, 
            InterruptedException { 
        inst.addTransformer(new Transformer (), true); 
        inst.retransformClasses(TransClass.class); 
        System.out.println("Agent Main Done"); 
    } 
 }

其中,retransformClasses 是 Java SE 6 里面的新方法,它跟 redefineClasses 一样,可以批量转换类定义,多用于 agentmain 场合。

Jar 文件跟 Premain 那个例子里面的 Jar 文件差不多,也是把 main 和 agentmain 的类,TransClass,Transformer 等类放在一起,打包为“TestInstrument1.jar”,而 Jar 文件当中的 Manifest 文件为 :

Manifest-Version: 1.0 
 Agent-Class: AgentMain

另外,为了运行 Attach API,我们可以再写一个控制程序来模拟监控过程:(代码片段)

import com.sun.tools.attach.VirtualMachine; 
 import com.sun.tools.attach.VirtualMachineDescriptor; 
……
 // 一个运行 Attach API 的线程子类
 static class AttachThread extends Thread { 
        
 private final List<VirtualMachineDescriptor> listBefore; 

        private final String jar; 

        AttachThread(String attachJar, List<VirtualMachineDescriptor> vms) { 
            listBefore = vms;  // 记录程序启动时的 VM 集合
            jar = attachJar; 
        } 

        public void run() { 
            VirtualMachine vm = null; 
            List<VirtualMachineDescriptor> listAfter = null; 
            try { 
                int count = 0; 
                while (true) { 
                    listAfter = VirtualMachine.list(); 
                    for (VirtualMachineDescriptor vmd : listAfter) { 
                        if (!listBefore.contains(vmd)) { 
 // 如果 VM 有增加,我们就认为是被监控的 VM 启动了
 // 这时,我们开始监控这个 VM 
                            vm = VirtualMachine.attach(vmd); 
                            break; 
                        } 
                    } 
                    Thread.sleep(500); 
                    count++; 
                    if (null != vm || count >= 10) { 
                        break; 
                    } 
                } 
                vm.loadAgent(jar); 
                vm.detach(); 
            } catch (Exception e) { 
                 ignore 
            } 
        } 
    } 
……
 public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 	 
     new AttachThread("TestInstrument1.jar", VirtualMachine.list()).start(); 

 }

运行时,可以首先运行上面这个启动新线程的 main 函数,然后,在 5 秒钟内(仅仅简单模拟 JVM 的监控过程)运行如下命令启动测试 Jar 文件 :

java – javaagent:TestInstrument2.jar – cp TestInstrument2.jar TestMainInJar

如果时间掌握得不太差的话,程序首先会在屏幕上打出 1,这是改动前的类的输出,然后会打出一些 2,这个表示 agentmain 已经被 Attach API 成功附着到 JVM 上,代理程序生效了,当然,还可以看到“Agent Main Done”字样的输出。

---------------------------华丽丽的分割线-----------------------------------

我在研究jdk6的代理的时候,总是没有办法实现上面博文预期的结果,也就是说没有办法替换class类,


我使用java -jar TestInstrument1.jar来启动jar包是因为--

java – javaagent:TestInstrument2.jar – cp TestInstrument2.jar TestMainInJar

这个指令根本没法用,

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按照预期的结果,在出现TESTAgent Main Done这个打印信息以后,打印的值不会再是22了,证明代理成功,但是一直是22,没有代理成功,很郁闷

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