java.lang.Instrument 动态修改替换类代码

java.lang.Instrument 动态修改替换类代码  

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java.lang.Instrument包是在JDK5引入的，程序员通过修改方法的字节码实现动态修改类代码。

这通常是在类的main方法调用之前进行预处理的操作，通过java指定该类的代理类来实现。

 

1. 代理 (agent) 是在你的main方法前的一个拦截器 (interceptor)，也就是在main方法执行之前，执行agent的代码。

agent的代码与你的main方法在同一个JVM中运行，并被同一个system classloader装载，被同一的安全策略 (security policy) 和上下文 (context) 所管理。

叫代理（agent）这个名字有点误导的成分，它与我们一般理解的代理不大一样。java agent使用起来比较简单。

怎样写一个java agent? 只需要实现premain这个方法

public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst)

JDK 6 中如果找不到上面的这种premain的定义，还会尝试调用下面的这种premain定义：

public static void premain(String agentArgs)

2. Agent 类必须打成jar包，然后里面的 META-INF/MAINIFEST.MF 必须包含 Premain-Class这个属性。

下面是一个MANIFEST.MF的例子：

Manifest-Version: 1.0 Premain-Class:MyAgent1 Created-By:1.6.0_06

然后把MANIFEST.MF 加入到你的jar包中。

3. 所有的这些Agent的jar包，都会自动加入到程序的classpath中。所以不需要手动把他们添加到classpath。
除非你想指定classpath的顺序。

4. 一个java程序中-javaagent这个参数的个数是没有限制的，所以可以添加任意多个java agent。

所有的java agent会按照你定义的顺序执行。
例如：

java -javaagent:MyAgent1.jar -javaagent:MyAgent2.jar -jar MyProgram.jar

假设MyProgram.jar里面的main函数在MyProgram中。

MyAgent1.jar, MyAgent2.jar,  这2个jar包中实现了premain的类分别是MyAgent1, MyAgent2
程序执行的顺序将会是

MyAgent1.premain -> MyAgent2.premain -> MyProgram.main

5. 另外，放在main函数之后的premain是不会被执行的，

例如

java -javaagent:MyAgent1.jar  -jar MyProgram.jar -javaagent:MyAgent2.jar

MyAgent2 和MyAgent3 都放在了MyProgram.jar后面，所以MyAgent2的premain都不会被执行，

所以执行的结果将是

MyAgent1.premain -> MyProgram.main

6. 每一个java agent 都可以接收一个字符串类型的参数，也就是premain中的agentArgs，这个agentArgs是通过java option中定义的。
如：

java -javaagent:MyAgent2.jar=thisIsAgentArgs -jar MyProgram.jar

MyAgent2中premain接收到的agentArgs的值将是”thisIsAgentArgs” （不包括双引号）

7. 参数中的Instrumentation：

通过参数中的Instrumentation inst，添加自己定义的ClassFileTransformer，来改变class文件。

这里自定义的Transformer实现了transform方法，在该方法中提供了对实际要执行的类的字节码的修改，甚至可以达到执行另外的类方法的地步

8. 通过java agent就可以不用修改原有的java程序代码，通过agent的形式来修改或者增强程序了，或者做热启动等等。

 

 如下为两个例子：

 

这是一个实现了java.lang.Instrument.ClassFileTransformer的类文件，它transform所做的工作仅是将要执行main方法的类的类名称打印出来。

 

这是一个java agent，它实现了public static void premain()方法。

这是在命令行下执行的最终结果：

 

可以看到程序执行的顺序：

首先是执行premain方法

其实是执行在premain中添加的ClassFileTransformer的Transform方法（有可能需要对被执行的类的字节码做修改）

最后才是执行类的main方法

 

 

接下来的这个例子更好的说明Transform对被执行类字节码动态修改的过程。

 

这是被执行类的main方法，它要打印6

而在它的java agent里面添加的ClassFileTransformer的Transform方法里面，将6替换为了7

如下为执行结果