想必不少人听说过javaagent,但是很少人听说Instrumentation,其实Instrumentation就是javaagent的实现机制,说到Instrumentation,就必须想了解java的attach机制,那就先说下attach的实现。
大家进行jstack的时候,是不是经常看到两个线程Signal Dispatcher和 Attach Listener线程,可能不知道是干嘛的吧,这两个线程是实现attach的关键所在,其中前者是在jvm启动的时候就会创建的,后者只有接收过attach请求的时候vm才会创建,顾名思义,Signal Dispatcher是分发信号的, Attach Listener 是处理attach请求的,那么两者有什么关系呢,当我们执行attach方法的时候,会向目标vm发出一个SIGQUIT 的信号,目标vm收到这个信号之后就会创建Attach Listener线程了,当然jvm保证了不会多创建。
path = findSocketFile(pid); if (path == null) { File f = new File(tmpdir, ".attach_pid" + pid); createAttachFile(f.getPath()); try { sendQuitTo(pid); // give the target VM time to start the attach mechanism int i = 0; long delay = 200; int retries = (int)(attachTimeout() / delay); do { try { Thread.sleep(delay); } catch (InterruptedException x) { } path = findSocketFile(pid); i++; } while (i <= retries && path == null); if (path == null) { throw new AttachNotSupportedException( "Unable to open socket file: target process not responding " + "or HotSpot VM not loaded"); } } finally { f.delete(); } }
Attach机制说得简单点就是提供A进程可以连上B进程(当然是java进程),创建socket进行通信,A通过发命令给B,B然后对命令进行截取从自己的vm中获取信息发回给客户端vm,但是并不是随便发指令都会处理的,那么attach Listener接收哪些命令呢,如下所示
static AttachOperationFunctionInfo funcs[] = { { "agentProperties", get_agent_properties }, { "datadump", data_dump }, { "dumpheap", dump_heap }, { "load", JvmtiExport::load_agent_library }, { "properties", get_system_properties }, { "threaddump", thread_dump }, { "inspectheap", heap_inspection }, { "setflag", set_flag }, { "printflag", print_flag }, { "jcmd", jcmd }, { NULL, NULL } };
Instrumentation的实现其实主要使用了load这个指令,它用来实现让target vm动态加载agentlib,Instrumentation的实现在一个名为libinstrument.dylib的动态lib库,linux下是libinstrument.so,它是基于jvmti接口实现的,因此在对其进行load的时候会创建一个agent实例,并往jvmti环境注册一些回调方法,比如监听类文件加载的事件,vm初始化完成事件等,执行Agent_OnAttach,这里会创建一个Instrumentation实例并返回给用户供大家扩展Instrumentation,比如增加一些transform。并会执行Instrumentation实例的 loadClassAndCallAgentmain方法,该方法主要执行agent的MF文件里定义的 Agent-Class类的agentmain方法,当vm初始化完毕之后,会调用loadClassAndCallPremain方法,该方法主要执行agent的MF文件里定义的 Agent-Class类的pre main方法。在类进行加载的时候会调用Instrumentation的transform方法,可以看看参数里有个byte数组,这个数组其实就是正在加载的class字节码,所以如果要字节码增强在这里就可以入手啦,甚至可以实现偷天换日.
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