SkyWalking之Agent原理

JavaAgent概念：

Java Agent本质上可以理解为一个插件，该插件就是一个特制的Jar包。这个Jar包通过JVMTI（JVM Tool Interface）完成加载，最终借助JPLISAgent（Java Programming Language Instrumentation Services Agent）完成对目标代码的修改

实现一个JavaAgent:

JavaAgent有两种加载模式：静态加载，动态加载；静态加载是在jvm启动的同时加载Agent,动态加载是在目标jvm运行时加载Agent,两者的区别如下：

Skywalking只支持静态加载Agent的方式，也就是在JVM启动的时候，通过JVM参数加载进去,创建一个JaveAgent需要包含以下几步：

1、创建一个包含premain()方法的类

2、创建一个实现ClassFileTransform接口的Transfromer类

3、创建一个MANIFEST.MF文件，且这个文件的Premain-Class配置项必须设置为实现了premain方法的类的类名

4、将项目打包成jar包

5、通过java -javaagent:agent.jar demo.jar来使用jar包

实现

1、创建包含premain方法的类，一定要按照两者中的一种来实现，premain()顾名思义，会在main()方法之前执行

//agentArgs是一个字符串，会随着jvm启动设置的参数得到
//inst就是我们需要的Instrumention实例了，由JVM传入。我们可以拿到这个实例后进行各种操作
public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst);  [1]
public static void premain(String agentArgs); [2]

2、编写一个Agent类

public class Agent  
{  
    public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst){  
   inst.addTransformer(new MyClassTransformer(), true);  
 }  
}

3、其中MyClassTransformer是我自定义的实现了ClassFileTransformer接口的类：

public class MyClassTransformer implements ClassFileTransformer {  
    @Override  
    public byte[] transform(ClassLoader loader, String className, Class<?> classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain, byte[] classfileBuffer) {  
    // 相关字节码增强技术（Skywalking）中用的是ByteBuddy技术
  }  
}

4、创建META_INF文件夹，并创建MANIFEST.MF文件,这里有两种方式，一种是，直接自己手动创建文件夹，创建MANIFEST.MF文件，并写入以下内容

Manifest-Version: 1.0
premain-class: com.xxx.Agent   # 这里这里，重点填写这个东西吗，也就是我们定义的premain类
Archiver-Version: Plexus Archiver
Built-By: xxx
Created-By: Apache Maven 3.6.0
Build-Jdk: 1.8.0_191

Skywalking中用的是第二种实现方式，在pom文件中配置，在打包的时候就会自动写入相关配置：

<plugins>
    <plugin>
        <artifactId>maven-shade-plugin</artifactId>
        <executions>
            <execution>
                <phase>package</phase>
                <goals>
                    <goal>shade</goal>
                </goals>
                <configuration>
                    <shadedArtifactAttached>false</shadedArtifactAttached>
                    <createDependencyReducedPom>true</createDependencyReducedPom>
                    <createSourcesJar>true</createSourcesJar>
                    <shadeSourcesContent>true</shadeSourcesContent>
                    <transformers>
                        <transformer implementation="org.apache.maven.plugins.shade.resource.ManifestResourceTransformer">
                            <manifestEntries>
                            //配置Agent premain方法所在的类
                                <Premain-Class>${premain.class}</Premain-Class>
                                <Can-Redefine-Classes>${can.redefine.classes}</Can-Redefine-Classes>
                                <Can-Retransform-Classes>${can.retransform.classes}</Can-Retransform-Classes>
                            </manifestEntries>
                        </transformer>
                    </transformers>
                    <artifactSet>
                        <excludes>
                            <exclude>*:gson</exclude>
                            <exclude>io.grpc:*</exclude>
                            <exclude>io.netty:*</exclude>
                            <exclude>io.opencensus:*</exclude>
                            <exclude>com.google.*:*</exclude>
                            <exclude>com.google.guava:guava</exclude>
                            <exclude>org.checkerframework:checker-compat-qual</exclude>
                            <exclude>org.codehaus.mojo:animal-sniffer-annotations</exclude>
                            <exclude>io.perfmark:*</exclude>
                            <exclude>org.slf4j:*</exclude>
                        </excludes>
                    </artifactSet>
                    <relocations>
                        <relocation>
                            <pattern>${shade.net.bytebuddy.source}</pattern>
                            <shadedPattern>${shade.net.bytebuddy.target}</shadedPattern>
                        </relocation>
                    </relocations>
                    <filters>
                        <filter>
                            <artifact>net.bytebuddy:byte-buddy</artifact>
                            <excludes>
                                <exclude>META-INF/versions/9/module-info.class</exclude>
                            </excludes>
                        </filter>
                    </filters>
                </configuration>
            </execution>
        </executions>
    </plugin>

5、打成jar包，测试