Java字节码增强技术介绍

冬天冬天

本篇文章主要介绍 java instrument和 ASM，文中部分内容来自Java API doc和 ASM user guide。有兴趣深入研究的同学可以从这两份资料获取更详细的内容。关于工具的具体使用场景和落地，后续会有文章逐步展开，欢迎大家持续关注。字节码增强应用Jacoco下图是Jacoco代码覆盖率报告。Jacoco如何感知每行代码的执行情况？下图左侧是从jvm中dump开启Jacoco的代码，右侧为未开启Jacoco，源码为上图中代码：从图中代码可看出，左侧class多了Jacoco的探针代码。那么Jacoco是如何在程序启动时加入探针的？（Jacoco使用的on-the-fly插桩模式）类似的还有无源码侵入监控工具、线上热修复功能，是如何在程序启动时或者程序启动后改变原有的代码逻辑？Javainstrument1、Javainstrument介绍Java.lang.instrument包提供通过 Java代理检测运行在 JVM 上程序的服务。检测机制是对方法的字节码进行修改。Java代理通过jar文件进行部署，可在通过命令行在启动程序的时候加载代理，也可以在JVM启动后加载代理。后续主要介绍通过命令行方式启动。2、通过命令行启动代理     -javaagent: jarpath[ = options]将此段命令添加至命令行以启动代理。jarpath 是代理jar文件路径，options是参数（非必须），此段代码可以同时使用多次以启动多个代理。3、代理jar的组成1）premain方法/***高优先级*/publicstaticvoidpremain(StringagentArgs,Instrumentationinst);/***优先级低，如果代理类没有高优先级方法才会调用当前方法*/publicstaticvoidpremain(StringagentArgs);agentArgs为命令行中options的内容，代理中通过agentArgs获取options中的内容来获取配置信息，并根据配置的内容执行配置对应的逻辑。2）Manifest文件字节码编辑1、方法  通过实现ClassFileTransformer接口实现类文件转换，通过实现ClassFileTransformer接口的transform方法转换类并返回一个新类，转换器通过Instrumentation的addTransformer方法注册，如果不转换则transform方法返回nulltransform方法参数：2、字节码编辑工具     ASM是一个java字节码编辑工具，它可以用来修改现有的类也可以直接以二进制形式动态生成类。Jacoco覆盖率分析就是通过ASM进行插桩。另外还有一些mock工具如Mockito3、例子1）修改classversioncode时序图2）在method头部及结尾处添加代码3）ASMBytecodeViewerIntellij插件ASMBytecodeViewer可以查看class的bytecode和ASMifiedcodeJava codeBytecodeASMifiedASM访问代码时序图应用可以在程序启时插入hook代码做到在无源码侵入的情况下加入新功能例如：性能监控埋点热修复故障注入mock往期精彩回顾RPC服务测试新思路MQ消息构造--学会分解问题浅谈IM与相关测试方法CodeDiff实现方案简述抓包工具wireshark的使用移动端H5性能测试平台(上)欢乐送小程序自动化探索实践1分钟了解转转小程序测试体系转转测试环境平台解决方案效能提升的江湖路--转转Beetle平台百天记XmindToCases工具转转交易全链路接口测试发展及扩展