Java Agent(java 探針)雖說在 jdk1.5 之後就有了，但是對於絕大多數的業務開發 javaer 來說，這個東西還是比較神奇和陌生的；雖說在實際的業務開發中，很少會涉及到 agent 開發，但是每個 java 開發都用過，比如使用 idea 寫了個 HelloWorld.java,並運行一下, 仔細看控制檯輸出
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本篇將作為 Java Agent 的入門篇，手把手教你開發一個統計方法耗時的 Java Agent
I. Java Agent 開發
首先明確我們的開發環境，選擇 IDEA 作為編輯器，maven 進行包管理
1. 核心邏輯
創建一個新的項目(or 子 module)，然後我們新建一個 SimpleAgent 類
<code>public class SimpleAgent {
/**
* jvm 參數形式啟動，運行此方法
*
* @param agentArgs
* @param inst
*/
public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst) {
System.out.println("premain");
}
/**
* 動態 attach 方式啟動，運行此方法
*
* @param agentArgs
* @param inst
*/
public static void agentmain(String agentArgs, Instrumentation inst) {
System.out.println("agentmain");
}
}
/<code>我們先忽略上面兩個方法的具體玩法，先簡單看一下這兩個方法的區別，註釋上也說了
- jvm 參數形式： 調用 premain 方法
- attach 方式： 調用 agentmain 方法
其中 jvm 方式，也就是說要使用這個 agent 的目標應用，在啟動的時候，需要指定 jvm 參數 -javaagent:xxx.jar，當我們提供的 agent 屬於基礎必備服務時，可以用這種方式
當目標應用程序啟動之後，並沒有添加-javaagent加載我們的 agent，依然希望目標程序使用我們的 agent，這時候就可以使用 attach 方式來使用（後面會介紹具體的使用姿勢），自然而然的會想到如果我們的 agent 用來 debug 定位問題，就可以用這種方式
2. 打包
上面一個簡單 SimpleAgent 就把我們的 Agent 的核心功能寫完了（就是這麼簡單），接下來需要打一個 Jar 包
通過 maven 插件，可以比較簡單的輸出一個合規的 java agent 包，有兩種常見的使用姿勢
a. pom 指定配置
在 pom.xml 文件中，添加如下配置，請注意一下manifestEntries標籤內的參數
<code><build>
<plugins>
<plugin>
<groupid>org.apache.maven.plugins/<groupid>
<artifactid>maven-assembly-plugin/<artifactid>
<configuration>
<descriptorrefs>
<descriptorref>jar-with-dependencies/<descriptorref>
/<descriptorrefs>
<archive>
<manifestentries>
<premain-class>com.git.hui.agent.SimpleAgent/<premain-class>
<agent-class>com.git.hui.agent.SimpleAgent/<agent-class>
<can-redefine-classes>true/<can-redefine-classes>
<can-retransform-classes>true/<can-retransform-classes>
/<manifestentries>
/<archive>
/<configuration>
<executions>
<execution>
<goals>
<goal>attached/<goal>
/<goals>
<phase>package/<phase>
/<execution>
/<executions>
/<plugin>
/<plugins>
/<build>
/<code>
然後通過 mvn assembly:assembly 命令打包，在target目錄下，可以看到一個後綴為jar-with-dependencies的 jar 包，就是我們的目標
b. MANIFEST.MF 配置文件
通過配置文件MANIFEST.MF，可能更加常見，這裡也簡單介紹下使用姿勢
- 在資源目錄(Resources)下，新建目錄META-INF
- 在META-INF目錄下，新建文件MANIFEST.MF
文件內容如下
<code>Manifest-Version: 1.0
Premain-Class: com.git.hui.agent.SimpleAgent
Agent-Class: com.git.hui.agent.SimpleAgent
Can-Redefine-Classes: true
Can-Retransform-Classes: true
/<code>
請注意，最後的一個空行(如果我上面沒有顯示的話，多半是 markdown 渲染有問題)，不能少，在 idea 中，刪除最後一行時，會有錯誤提醒
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然後我們的pom.xml配置，需要作出對應的修改
<code><build>
<plugins>
<plugin>
<groupid>org.apache.maven.plugins/<groupid>
<artifactid>maven-assembly-plugin/<artifactid>
<configuration>
<descriptorrefs>
<descriptorref>jar-with-dependencies/<descriptorref>
/<descriptorrefs>
<archive>
<manifestfile>
src/main/resources/META-INF/MANIFEST.MF
/<manifestfile>
/<archive>
/<configuration>
<executions>
<execution>
<goals>
<goal>attached/<goal>
/<goals>
<phase>package/<phase>
/<execution>
/<executions>
/<plugin>
/<plugins>
/<build>
/<code>
同樣通過mvn assembly:assembly命令打包
II. Agent 使用
agent 有了，接下來就是需要測試一下使用 agent 的使用了，上面提出了兩種方式，我們下面分別進行說明
1. jvm 參數
首先新建一個 demo 項目，寫一個簡單的測試類
<code>public class BaseMain {
public int print(int i) {
System.out.println("i: " + i);
return i + 2;
}
public void run() {
int i = 1;
while (true) {
i = print(i);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
BaseMain main = new BaseMain();
main.run();
Thread.sleep(1000 * 60 * 60);
}
}
/<code>測試類中，有一個死循環，各 1s 調用一下 print 方法，IDEA 測試時，可以直接在配置類，添加 jvm 參數，如下
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請注意上面紅框的內容為上一節打包的 agent 絕對地址: -javaagent:/Users/..../target/java-agent-1.0-SNAPSHOT-jar-with-dependencies.jar
執行 main 方法之後，會看到控制檯輸出
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請注意上面的premain， 這個就是我們上面的SimpleAgent中的premain方法輸出，且只輸出了一次
2. attach 方式
在使用 attach 方式時，可以簡單的理解為要將我們的 agent 注入到目標的應用程序中，所以我們需要自己起一個程序來完成這件事情
<code>public class AttachMain {
public static void main(String[] args)
throws IOException, AgentLoadException, AgentInitializationException, AttachNotSupportedException {
// attach方法參數為目標應用程序的進程號
VirtualMachine vm = VirtualMachine.attach("36633");
// 請用你自己的agent絕對地址，替換這個
vm.loadAgent("/Users/......./target/java-agent-1.0-SNAPSHOT-jar-with-dependencies.jar");
}
}
/<code>上面的邏輯比較簡單，首先通過jps -l獲取目標應用的進程號
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當上面的 main 方法執行完畢之後，控制檯會輸出類似下面的兩行日誌，可以簡單的理解為我連上目標應用，並丟了一個 agent，然後揮一揮衣袖不帶走任何雲彩的離開了
<code>Connected to the target VM, address: '127.0.0.1:63710', transport: 'socket'
Disconnected from the target VM, address: '127.0.0.1:63710', transport: 'socket'
/<code>
接下來再看一下上面的 BaseMain 的輸出，中間夾著一行agentmain, 就表明 agent 被成功注入進去了
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3. 小結
本文介紹了 maven + idea 環境下，手把手教你開發一個 hello world 版 JavaAgent 並打包的全過程
兩個方法
方法說明使用姿勢premain()agent 以 jvm 方式加載時調用，即目標應用在啟動時，指定了 agent-javaagent:xxx.jaragentmain()agent 以 attach 方式運行時調用，目標應用程序正常工作時使用VirtualMachine.attach(pid)來指定目標進程號
vm.loadAgent("...jar")加載 agent
兩種打包姿勢
打包為可用的 java agent 時，需要注意配置參數，上面提供了兩種方式，一個是直接在pom.xml中指定配置
<code><manifestentries>
<premain-class>com.git.hui.agent.SimpleAgent/<premain-class>
<agent-class>com.git.hui.agent.SimpleAgent/<agent-class>
<can-redefine-classes>true/<can-redefine-classes>
<can-retransform-classes>true/<can-retransform-classes>
/<manifestentries>
/<code>
另外一個是在配置文件 META-INF/MANIFEST.MF 中寫好(需要注意最後一個空行不可或缺）
<code>Manifest-Version: 1.0
Premain-Class: com.git.hui.agent.SimpleAgent
Agent-Class: com.git.hui.agent.SimpleAgent
Can-Redefine-Classes: true
Can-Retransform-Classes: true
/<code>
當然本篇內容看完之後，會發現對 java agent 的實際開發還是不太清楚，難道 agent 就是在前面輸出一行hello world就完事了麼，這和想象中的完全不一樣啊
下一篇博文將手把手教你實現一個方法統計耗時的 java agent 包，將詳細說明利用接口Instrumentation來實現字節碼修改，從而是實現功能增強
II. 其他
0. 源碼
- https://github.com/liuyueyi/java-agent
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