在类加载之后修改类的字节码
在类加载之后修改类的字节码
在类加载之后想要修改类的字节码必须要重新加载类，Instrumentation提供的retransformClasses方法可实现重转换类，即使用类转换器转换类后，再重新加载类。需要配合Attach Tools API使用，使用Attach Tools API在jvm进程运行的过程中，动态将一个Java Agent程序加载到jvm进程上，与该进程绑定执行。
我们将my-java-agent项目中的premain替换为agentmain，如代码清单7-14所示。
代码清单7-14 MyJavaAgent
public class MyJavaAgent {
public static void agentmain(String agentOps, Instrumentation instrumentation) {
System.out.println("agentmain function run...");
BusinessClassFileTransformer transformer = new BusinessClassFileTransformer();
// 给Instrumentation注册类转换器
// 第二个:
// false: 注册一个不可重转换的转换器；
// true: 注册一个可重转换的转换器；
instrumentation.addTransformer(transformer, true);
// 获取所有已经加载的类
Class<?>[] classs = instrumentation.getAllLoadedClasses();
for (Class<?> cla : classs) {
// 过滤掉java与sun包下的类
if (cla.getName().startsWith("java")
|| cla.getName().startsWith("sun")) {
continue;
}
// 过滤掉与项目无关的一些类
if (cla.getName().startsWith("com.intellij")
|| cla.getName().startsWith("org.jetbrains")) {
continue;
}
if (cla.getName().startsWith("[")) {
continue;
}
// 把my-java-agent的包排除掉
if (cla.getName().startsWith("com.wujiuye.agent")) {
continue;
}
try {
// 重转换类，重转换类不允许给类添加或移除字段
instrumentation.retransformClasses(cla);
} catch (UnmodifiableClassException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 完成后可将转换器移除
instrumentation.removeTransformer(transformer);
}
}
首先，我们在agentmain方法中为Instrumentation注册一个类转换器，类转换器还是使用前面我们编写的类转换器。在注册类转换器时，与前面premain方法使用的addTransformer方法不同，agentmain方法中调用addTransformer方法时第二个参数传true，即将类转换器注册为可重转换的类转换器。只有将该类转换器注册为可重转换的类转换器，重转换类时才会调用这个类转换器的transform方法。
在注册完类转换器之后，可调用Instrumentation的getAllLoadedClasses方法获取当前所有已经加载的类，然后遍历已经加载的类，过滤掉不需要插桩的类，最后调用Instrumentation的retransformClasses方法重转换类。调用retransformClasses方法之后，我们注册的类转换器BusinessClassFileTransformer的transform方法就会被调用。在agentmain方法的最后，可调用Instrumentation的removeTransformer方法将注册的类转换器移除。
我们还需要修改maven的pom依赖配置文件，为打包插件配置打包后的MANIFEST.MF文件，给MANIFEST.MF文件添加需要的参数。我们需要给MANIFEST.MF文件添加Agent-Class参数，即配置agentmain方法所在的类。代码如下：
<plugin>
<artifactId>maven-assembly-plugin</artifactId>
<configuration>
<!-- 把依赖的jar包一起打包 -->
<descriptorRefs>
<descriptorRef>jar-with-dependencies</descriptorRef>
</descriptorRefs>
<archive>
<!-- 注册agentmain的class -->
<manifestEntries>
<Agent-Class>com.wujiuye.agent.MyJavaAgent</Agent-Class>
<Can-Retransform-Classes>true</Can-Retransform-Classes>
</manifestEntries>
</archive>
</configuration>
<executions>
<execution>
<id>make-assembly</id>
<phase>package</phase>
<goals>
<goal>single</goal>
</goals>
</execution>
</executions>
</plugin>
除配置Agent-Class外，还需要配置Can-Retransform-Classes，即配置这个agent程序是否可以重转换类。配置生效的情况下，打包后jar包的MANIFEST.MF文件的内容如下：
Manifest-Version: 1.0 Archiver-Version: Plexus Archiver Created-By: Apache Maven Built-By: wjy Build-Jdk: 1.8.0_144 Agent-Class: com.wujiuye.agent.MyJavaAgent Can-Retransform-Classes: true
现在my-java-agent项目就已经改写完成了，使用agentmain方式无法像premain方式那样在启动命令指定agent程序的jar包路径就能被调用，需要借助Attach Tools API，将编写好的agent程序的jar包附着到目标jvm进程，agentmain才会被调用。因此，我们需要编写一个bootstart项目，用于查找本机上的jvm进程，将my-java-agent打包后的jar包附着到demo项目的jvm进程上。bootstart项目只有一个MyAgentBootstart类，如代码清单7-15所示。
代码清单7-15 MyAgentBootstart类
public class MyAgentBootstart {
/**
* 显示当前所有jvm进程
*
* @return
*/
private static Map<Integer, String> showAllJavaProcess() {
Map<Integer, String> pidMap = new HashMap<>();
List<VirtualMachineDescriptor> list = VirtualMachine.list();
int rows = 0;
System.out.println("找到如下Java进程，请选择：");
for (VirtualMachineDescriptor vmd : list) {
pidMap.put(++rows, vmd.id());
System.out.println("[" + rows + "] " + vmd.id() + "\t" + vmd.displayName().split(" ")[0]);
}
return pidMap;
}
/**
* 读取选择
*
* @return
* @throws IOException
*/
private static String readString() throws IOException {
char[] inputBuf = new char[1024];
int leng = 0;
while (true) {
char ch = (char) System.in.read();
if (ch == '\r') {
break;
}
if (ch == '\n') {
break;
}
inputBuf[leng++] = ch;
}
return new String(inputBuf, 0, leng);
}
/**
* 将my-java-agent的jar包加载到目录进程
*
* @param pid jvm进程ID
* @throws Exception
*/
private static void attachPid(String pid) throws Exception {
VirtualMachine vm;
vm = VirtualMachine.attach(pid);
System.out.println("attach pid：" + vm.id());
try {
vm.loadAgent("../my-java-agent-1.0-jar-with-dependencies.jar", null);
} finally {
vm.detach();
}
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
Map<Integer, String> pidMap = showAllJavaProcess();
Integer inputId = Integer.parseInt(readString());
// 获取选择的进程ID
String targetPid = pidMap.get(inputId);
attachPid(targetPid);
}
}
VirtualMachine API说明：
◆list：该方法可列出本机上所有运行中的jvm进程；
◆attach：选择一个jvm进程；
◆loadAgent：将agent程序的jar包加载到jvm进程，第一个参数是agent jar包的绝对路径，第二个参数是附加的参数。
agentmain方法被调用时，第一个参数的值就是loadAgent方法第二参数传递的附加参数。我们可使用这个参数实现一些配置，如配置只重转换某个类、配置只重转换某个包下的类等。
将demo程序改为如下：
public class DemoAppcliction {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
System.out.println("main function runing...");
UserService userService = new UserService();
while (!Thread.interrupted()) {
Map<String, Object> user = userService.queryUser("wujiuye", 25);
System.out.println(user);
Thread.sleep(10000);
}
}
}
先启动demo程序，再启动bootstart程序，bootstart程序启动成功后会输出如图7.3所示的进程信息。
图7.3 bootstart程序启动成功后输出
demo程序的进程id是32000，在控制台输入1后回车即可将my-java-agent程序的jar包加载到pid为32000的jvm进程。附着成功后，demo程序输出如图7.4所示。
图7.4 demo程序输出
从图7.4可以看出，demo项目的UserService类和DemoApplication类都成功被重转换，完成字节码插桩。