Java Agent初探——动态修改代码
用了一下午总算把java agent给跑通了,本篇文章记录一下具体的操作步骤,以免遗忘。。。
通过java agent可以动态修改代码(替换、修改类的定义),进行AOP。
目标:
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为所有添加 @ToString 注解的类实现默认的toString方法 |
需要两个程序,一个是用来测试的程序,一个agent用于修改代码。
1. 测试程序
被测试的程序包括:
- ToString.java
- Foo.java
- Main.java
具体代码如下:
ToString.java:定义ToString注解
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package com.chosen0ne.agent.test; import java.lang.annotation.Retention; import java.lang.annotation.RetentionPolicy; @Retention (RetentionPolicy.RUNTIME) public @interface ToString { } |
Foo.java:很简单用于测试,使用了ToString注解
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package com.chosen0ne.agent.test; @ToString public class Foo { } |
Main.java:
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package com.chosen0ne.agent.test; public class Main { public static void main(String[] args) { Foo foo = new Foo(); System.out.println(foo.toString()); } } |
执行Main.java,结果如下:
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com.chosen0ne.agent.test.Foo @7852e922 |
可以看到toString返回的是Object的默认实现。
2. Agent程序
java agent程序实际上类似于钩子,有两种方式:
- main函数开始前
- 程序运行中
这里主要测试main函数开始前的情况。类似于main函数,需要实现
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public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst); |
这个函数会在main函数之前被调用。可以在premain中,进行字节码操作,替换或重新实现一些类。这里使用Byte Buddy库,在ASM之上提供了更高级的抽象,便于使用。具体代码如下:
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package com.chosen0ne.ByteCode.agent; import java.lang.instrument.Instrumentation; import com.chosen0ne.agent.test.ToString; import net.bytebuddy.agent.builder.AgentBuilder; import net.bytebuddy.description.type.TypeDescription; import net.bytebuddy.dynamic.DynamicType.Builder; import net.bytebuddy.implementation.FixedValue; import net.bytebuddy.matcher.ElementMatchers; public class ToStringAgent { public static void premain(String args, Instrumentation instrumentation) { System.out.println( "print pre main" ); new AgentBuilder.Default() .type(ElementMatchers.isAnnotatedWith(ToString. class )) .transform( new AgentBuilder.Transformer() { @Override public Builder<!--?--> transform(Builder<!--?--> builder, TypeDescription typeDescription, ClassLoader classLoader) { return builder.method(ElementMatchers.named( "toString" )) .intercept(FixedValue.value( "test" )); } }).installOn(instrumentation); } } |
agent需要打包成jar,并且对于premain的方式需要在MANIFEST.MF中指定Premain-Class,用于指明包含premain函数的类。具体有两种方式打包:
1)直接通过jar命令
编辑生成MANIFEST.MF后,执行:
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jar cvfm agent.jar MANIFEST.MF -C . com lib |
上述命令打包成的jar包含:
- com:编译生成的class文件
- lib:其依赖的库
2)通过maven直接生成:
通过maven-jar-plugin插件生成jar包,具体配置如下:
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<build> <plugins> <plugin> <groupid>org.apache.maven.plugins</groupid> <artifactid>maven-jar-plugin</artifactid> <version> 2.1 </version> <configuration> <archive> <manifest> <addclasspath> true </addclasspath> <classpathprefix>lib/</classpathprefix> <mainclass>com.chosen0ne.ByteCode.ByteBuddyTest</mainclass> </manifest> <manifestentries> <premain- class >com.chosen0ne.ByteCode.agent.ToStringAgent</premain- class > </manifestentries> </archive> </configuration> </plugin> </plugins> </build> |
主要通过manifestEntries标签生成自动的属性,这里指定了Premain-Class
3. 运行
将生成的agent.jar、依赖的ByteBuddy的jar包和测试程序编译生成的class文件放到一个路径下,目录布局如下:
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. ├── agent.jar ├── classes │ └── com │ └── chosen0ne │ └── agent │ └── test │ ├── Foo. class │ ├── Main. class │ └── ToString. class └── lib └── byte -buddy- 1.2 . 3 .jar |
在当前目录执行命令:
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java -cp classes:lib/ byte -buddy- 1.2 . 3 .jar -javaagent:agent.jar com.chosen0ne.agent.test.Main |
运行结果如下:
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print pre main test |
这里需要注意一点,如果将测试程序也打包成jar包的话,那么在通过-cp指定ByteBuddy库时会失败,找不到对应的class,错误如下:
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> java -cp classes:lib/ byte -buddy- 1.2 . 3 .jar -javaagent:agent.jar -jar agent-test- case - 0.0 . 1 -SNAPSHOT.jar Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError: net/bytebuddy/matcher/ElementMatcher at java.lang.Class.getDeclaredMethods0(Native Method) at java.lang.Class.privateGetDeclaredMethods(Class.java: 2688 ) at java.lang.Class.getDeclaredMethod(Class.java: 2115 ) at sun.instrument.InstrumentationImpl.loadClassAndStartAgent(InstrumentationImpl.java: 327 ) at sun.instrument.InstrumentationImpl.loadClassAndCallPremain(InstrumentationImpl.java: 401 ) Caused by: java.lang.ClassNotFoundException: net.bytebuddy.matcher.ElementMatcher at java.net.URLClassLoader$ 1 .run(URLClassLoader.java: 372 ) at java.net.URLClassLoader$ 1 .run(URLClassLoader.java: 361 ) at java.security.AccessController.doPrivileged(Native Method) at java.net.URLClassLoader.findClass(URLClassLoader.java: 360 ) at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java: 424 ) at sun.misc.Launcher$AppClassLoader.loadClass(Launcher.java: 308 ) at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java: 357 ) ... 5 more FATAL ERROR in native method: processing of -javaagent failed |
暂时不知道具体原因。。。所以直接以class运行即可
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