【干货】流量录制回放工具：jvm-sandbox-repeater

在软件开发和测试过程中，我们经常会遇到需要对网络请求进行录制和回放的需求，以便进行调试、测试和分析。为了模拟真实的用户请求，我们通常会使用各种流量录制回放工具来记录并重放网络请求。

其中，jvm-sandbox-repeater 是一款功能强大的流量录制回放工具，可以帮助我们轻松实现对网络请求的录制和回放。

1、介绍

jvm-sandbox-repeater 是一个基于 JVM-Sandbox 采用Java来实现的流量录制回放工具，或者可以理解为它是一个基于Java虚拟机的插件，可以直接运行中JVM中，无需对目标应用程序进行任何修改。

它可以在运行时自动拦截和记录 Java 应用程序的网络请求和响应。它是利用JVM Sandbox的字节码增强技术，对Java应用进行无侵入式的流量录制和回放。这意味着通过使用jvm-sandbox-repeater，我们可以在不修改源代码的情况下，即可轻松实现流量的录制和回放功能。

2、功能特性

jvm-sandbox-repeater 的主要功能特性包括有：

无侵入式录制：jvm-sandbox-repeater 通过 JVM-Sandbox字节码增强技术，在运行时对Java应用进行录制，在运行时自动拦截和记录网络请求，无需对源代码进行任何修改。
支持多种协议：jvm-sandbox-repeater 支持多种网络协议，包括HTTP/HTTPS、gRPC、Dubbo、TCP 等多种协议的拦截和记录。
灵活的配置：jvm-sandbox-repeater 提供了丰富的配置选项，可以根据需要对录制和回放的行为进行定制。
高性能：jvm-sandbox-repeater 基于 JVM-Sandbox 技术，具有较低的性能损耗，对应用程序的影响较小。
高精度录制：该工具能够精确记录请求和响应的详细信息，包括请求头、请求体、响应状态码、响应体等，确保回放的准确性。
灵活的回放策略：支持多种回放策略，如按照时间顺序回放、并发回放等，满足不同的测试需求。
可视化界面：提供易于使用的可视化界面，方便用户进行流量的录制、管理和回放操作,降低使用门槛。
高扩展性：基于JVM Sandbox平台，易于与其他工具进行集成和扩展。

3、应用场景

在工作中使用jvm-sandbox-repeater工具，主要就是借用其中的三类基本能力：

流量录制：jvm-sandbox-repeater 可以实时捕获目标应用程序的网络请求，并将其记录下来。通过录制功能，获取目标应用程序的实际网络请求数据，用于后续的分析和调试。
流量回放：jvm-sandbox-repeater 支持对录制的网络请求进行回放。通过回放功能，模拟目标应用程序的网络请求，以验证其正确性和稳定性。
请求修改：jvm-sandbox-repeater 允许开发人员对录制的网络请求进行修改。通过修改功能，调整网络请求的参数和头部信息，以模拟不同的场景和测试用例。

借助上述这三类基本能力，在测试开发工作中，常用于如下场景应用：

接口测试：通过录制生产环境的真实接口流量，在测试环境中进行回放，可以模拟各种复杂场景，验证接口的稳定性和性能。
性能测试：利用录制的流量数据进行性能测试，能够更真实地反映系统的性能表现，帮助发现和解决性能瓶颈。
兼容性测试：通过在不同版本的Java应用或不同环境下回放录制的流量，可以验证系统的兼容性。

4、原理一：JVM-Sandbox技术是如何工作的？

jvm-sandbox-repeater 是一个基于 JVM-Sandbox 实现的流量回放工具，但估计很多读者，对于JVM-Sandbox是什么，以及它是如何工作的还不太清楚，这里扩展一下。

JVM-Sandbox简单来说，它是一款Java应用沙箱，旨在为Java应用程序提供一个隔离、安全的运行环境。沙箱（Sandbox）技术的主要目的是保护系统安全和稳定性，同时提供更好的应用程序开发和测试环境。通过隔离程序运行的环境，沙箱技术可以防止程序访问到不应访问的资源和数据，从而降低安全风险。

JVM-Sandbox的工作原理可以概括为以下几个关键步骤：

1、类加载：在JVM沙箱中，所有的类都由Java虚拟机的类加载器加载。类加载器负责从文件系统、网络或其他来源加载Java类，并将其转换为可执行代码。

2、字节码验证：加载过程中，JVM会对字节码进行验证，以确保其符合Java语言规范。这一步骤的目的是检测潜在的安全漏洞，如类型转换错误、数组越界访问等。

3、安全检查：经过字节码验证后，JVM会进一步进行安全检查，限制应用程序的行为，防止对系统造成危害。这包括对应用程序的访问权限和资源使用进行限制，例如文件系统访问、网络访问、系统调用等。

4、沙箱执行：一旦通过了字节码验证和安全检查，JVM会将应用程序放入一个受控的沙箱环境中执行。这个沙箱环境限制了应用程序对系统资源的访问，确保它只能在限定的范围内执行。

此外，JVM-Sandbox还利用虚拟化技术创建隔离环境，并通过字节码增强将被mock（模拟）的方法添加到隔离环境中。当这些方法被调用时，JVM-Sandbox通过反射机制查找它们，并使用代理对象将其转发给沙箱中的虚拟机执行。执行完毕后，结果会返回给主程序。

5、原理二：字节码增强技术又是啥？

字节码增强技术是一种对Java字节码进行修改以增强其功能的技术。它主要是在Java字节码生成之后，通过读取和修改字节码文件，实现对类、方法、字段等元素进行增强。这种技术相当于对应用程序的二进制文件进行修改，主要目的是减少冗余代码，提高性能等。

字节码增强的主要步骤包括：

修改字节码：在内存中获取到原来的字节码，然后通过一些工具（如ASM、Javassist）来修改它的byte[]数组，得到一个新的byte数组。
使修改后的字节码生效：这可以通过两种方法实现：一是自定义ClassLoader来加载修改后的字节码；二是在JVM加载用户的Class时，拦截并返回修改后的字节码，或者在运行时，使用Instrumentation.redefineClasses方法来替换掉原来的字节码。

字节码增强技术的应用非常广泛，例如可以用于APM（应用性能管理）工具，监控和管理应用软件性能和可用性，保证软件应用程序的正常运行；还可以用于Java问题定位工具，如BTrace

6、安装、使用

1. 下载或引入依赖

首先，你需要从 jvm-sandbox-repeater 的官方网站或 GitHub 仓库下载最新版本的插件 jar 文件。

或者直接在项目的 pom.xml 文件中添加 jvm-sandbox-repeater 的依赖：

<dependency>

    <groupId>com.github.jvm-sandbox-repeater</groupId>

    <artifactId>jvm-sandbox-repeater</artifactId>

    <version>最新版本</version>

</dependency>

2. 配置 Sandbox

将 jvm-sandbox-repeater 插件添加到 JVM 中，将下载的 jvm-sandbox-repeater 插件 jar 文件添加到目标应用程序的类路径中，或者通过 Javaagent 参数将其添加到 JVM 中。

在项目的启动参数中添加以下配置，启用 JVM-Sandbox 和 jvm-sandbox-repeater：

java -javaagent:path/to/jvm-sandbox-repeater.jar=config.yaml -jar your-application.jar

其中，config.yaml 是 jvm-sandbox-repeater 的配置文件，配置 jvm-sandbox-repeater 的相关参数，比如录制文件保存路径、回放速度等可以根据实际情况进行修改。

3. 编写配置文件

创建一个名为 config.yaml 的文件，用于配置 jvm-sandbox-repeater。以下是一个简单的示例：

repeater:

  enabled: true

  recordDir: /path/to/record/dir

  replayDir: /path/to/replay/dir

  filter:

    classes:

      - com.example.service.*

    methods:

      - com.example.service.UserService.getUserInfo

在这个示例中，我们启用了 jvm-sandbox-repeater，并指定了录制和回放的目录。同时，我们还定义了一个过滤器，只对 com.example.service 包下的 UserService 类的 getUserInfo 方法进行录制和回放。

4. 录制和回放

在目标应用程序运行时，jvm-sandbox-repeater 会实时捕获网络请求，并将其记录到指定的录制文件夹中。当需要回放请求时，可以使用 jvm-sandbox-repeater 提供的命令行工具或 API 进行操作。

# 录制请求

java -jar jvm-sandbox-repeater.jar record -c config.yaml

# 回放请求

java -jar jvm-sandbox-repeater.jar replay -c config.yaml

或者，你也可以在代码中使用 jvm-sandbox-repeater 提供的 API 进行录制和回放。以下是一个简单的示例：

import com.github.jvm.sandbox.repeater.Repeater;

import com.github.jvm.sandbox.repeater.Recorder;

import com.github.jvm.sandbox.repeater.Replayer;

public class MyApp {

    public static void main(String[] args) {

        // 初始化 Repeater

        Repeater repeater = new Repeater();

        repeater.init();

        // 开始录制请求

        Recorder recorder = repeater.startRecording();

        recorder.record("http://example.com/api/user", "GET");

        // 停止录制请求

        recorder.stopRecording();

        // 开始回放请求

        Replayer replayer = repeater.startReplaying();

        replayer.replay("http://example.com/api/user", "GET");

        // 停止回放请求

        replayer.stopReplaying();

    }

}

通过以上步骤，你可以使用 jvm-sandbox-repeater 对 Java 应用程序进行流量录制和回放。

5. 查看与分析结果

在回放过程中或回放结束后，可以通过jvm-sandbox-repeater提供的可视化界面查看回放的状态、结果以及性能数据等，进行结果分析。

7、总结

总的来说，jvm-sandbox-repeater 是一款功能强大、易于使用的流量录制回放工具，可以帮助开发人员或测试人员轻松地实现对网络请求的录制和回放。通过 jvm-sandbox-repeater，我们可以更加高效地进行调试、测试和分析，提高软件开发测试的效率和质量。如果你正在寻找一款优秀的流量录制回放工具，不妨试试 jvm-sandbox-repeater，相信它会给你带来意想不到的惊喜！

jvm-sandbox-repeater的项目源码：

git clone https://github.com/alibaba/jvm-sandbox-repeater.git