Java Instrutment方便之门，偷着乐

Java Instrutment后门，偷着乐
    早上六点多就醒，睡不着。本人没有睡懒觉的能力，杯具....
    可能大家对btrace比较熟悉，是一款就能在不改动当前程序的情况下，运行时的去监控Java程序的执行状况，例如可以做到内存状况的监控、方法调用的监控等等。实现机制是attach api + asm + instrumentation。Java Instrutment一个是允许在类加载之前，修改类字节，从JDK5中开始提供，随JVM启动的Agent，另外一个是在类加载之后，触发JVM重新进行类加载，JDK6中开始提供，用于JVM启动之后通过Attach去加载Agent。这里目前只说明第一种。
    为了能够在加载前方便修改字节码，选择Asm，这需要jvm字节码结构和语法有一定了解。自己目前也不是很太熟悉，写出复杂的修改字节码的代码还是有一定难度，但幸运的是asm有一个eclipse插件，一段java代码，能够看到asm生成这段代码字节码的asm代码。在下面我要演示获取一段代码执行的时间，

long startTime = System.nanoTime();long endTime = System.nanoTime();System.out.println("消耗时间为（纳秒）：" + (endTime - startTime));

生成的asm代码如下图，有这些信息，我们就可以方便写出ClassFileTransformer。


下面是实例，具体是参考ayufox的[Java性能剖析]JPDA 4)Java Instrutment，在此表示感谢，写了不少好的文章，希望以后又更多的分享。我这篇文章就是自己的一个学习笔记。：）

1）定义入口

public class StubPreMain {//另外一种入口格式是public static void premain(String agentArgs)    public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst)            throws ClassNotFoundException, UnmodifiableClassException  {        inst.addTransformer(new StubTransformer());        System.out.println("StubPreMain:Add StubTransformer");    }}  

我们的入口类格式必须是如上的premain(对应JVM TI的Agent_OnLoad方法)，与JVM TI类似，JVM启动的时候回回调这个入口函数。在premain中我们最常见就是增加Transform，Transform允许我们在类加载器修改bytecode。一般性能剖析程序都是通过修改字节码，在方法进入和退出时收集时间数据来得出剖析数据的。
2）编写Transform

public class StubTransformer implements ClassFileTransformer {public byte[] transform(ClassLoader loader, String className, Class<?> classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain, byte[] classfileBuffer) throws IllegalClassFormatException {if ("com/starit/ch02/MethodTest".equals(className)) {System.out.println("Load MethodTdest From Transformer");return readByte(className.replace("/", "."));}return null;}public byte[] readByte(String fileName) {System.out.println("File name：" +  fileName);ClassWriter cw = new ClassWriter(ClassWriter.COMPUTE_MAXS);AddTimeClassAdapter ca = new AddTimeClassAdapter(cw);try {ClassReader cr = new ClassReader(fileName);cr.accept(ca,  ClassReader.SKIP_DEBUG);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}return cw.toByteArray();}}class AddTimeClassAdapter extends ClassAdapter {public AddTimeClassAdapter(ClassVisitor cv) {super(cv);}@Override public MethodVisitor visitMethod(int access, String name,String desc, String signature, String[] exceptions) {MethodVisitor mv = cv.visitMethod(access, name, desc, signature,exceptions);if (name.equals("hello")) {mv = new AddTimerMethodAdapter(mv);}return mv;}}class AddTimerMethodAdapter extends MethodAdapter {public AddTimerMethodAdapter(MethodVisitor mv) {super(mv);}@Override public void visitCode() {mv.visitCode();Label l0 = new Label();mv.visitLabel(l0);Label l1 = new Label();mv.visitLabel(l1);Label l4 = new Label();mv.visitLabel(l4);mv.visitLocalVariable("this", "Lcom/starit/ch02/MethodTest;", null, l0, l4, 0);mv.visitLocalVariable("startTime", "J", null, l1, l4, 1);mv.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "java/lang/System","nanoTime", "()J");mv.visitVarInsn(Opcodes.LSTORE, 1);}@Override public void visitInsn(int opcode) {Label l2 = new Label();mv.visitLabel(l2);Label l4 = new Label();mv.visitLabel(l4);mv.visitLocalVariable("endTime", "J", null, l2, l4, 3);mv.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "java/lang/System","nanoTime", "()J");mv.visitVarInsn(Opcodes.LSTORE, 3);mv.visitFieldInsn(GETSTATIC, "java/lang/System", "out", "Ljava/io/PrintStream;");mv.visitTypeInsn(NEW, "java/lang/StringBuilder");mv.visitInsn(DUP);mv.visitLdcInsn("\u6d88\u8017\u65f6\u95f4\u4e3a\uff08\u7eb3\u79d2\uff09\uff1a");mv.visitMethodInsn(INVOKESPECIAL, "java/lang/StringBuilder", "<init>", "(Ljava/lang/String;)V");mv.visitVarInsn(LLOAD, 3);mv.visitVarInsn(LLOAD, 1);mv.visitInsn(LSUB);mv.visitMethodInsn(INVOKEVIRTUAL, "java/lang/StringBuilder", "append", "(J)Ljava/lang/StringBuilder;");mv.visitMethodInsn(INVOKEVIRTUAL, "java/lang/StringBuilder", "toString", "()Ljava/lang/String;");mv.visitMethodInsn(INVOKEVIRTUAL, "java/io/PrintStream", "println", "(Ljava/lang/String;)V");mv.visitInsn(opcode);}}

这里简单地使用一个编译好的新的class的字节替换掉旧的class的字节，
3）修改META-INF/ MANIFEST.MF

Manifest-Version: 1.0Premain-Class: com.starit.StubPreMain

4）打成InstrutmentTest.jar，在启动参数中增加如下启动参数，启动JVM，当加载com/starit/ch02/MethodTest这个类的时候，字节码会变成我们传进去的新的字节码

-javaagent:F:/Genuitec/workspace/ASM/InstrutmentTest.jar

5）MethodTest代码：

public class MethodTest {public void hello() {System.out.println("Hello World");}}

5）运行后显示的为：

StubPreMain:Add StubTransformerLoad MethodTdest From TransformerFile name：com.starit.ch02.MethodTestHello World消耗时间为（纳秒）：31569

了解以后，需要我们找到他的应用点，才能发挥其作用。

参考资料;http://www.fasterj.com/articles/hotpatch2.shtml 1 楼 shansun123 2011-05-10   这个为啥叫后门呢？不懂哦，呵呵

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