以下是使用Java Agent的完整使用攻略：
什么是Java Agent？
Java Agent是JVM的一个重要功能，可以在运行时修改代码行为。Java Agent可以利用JVM提供的Java Instrumentation API，拦截和转换字节码，以实现代码注入、性能优化、运行时监控等功能。
如何使用Java Agent？
以下是使用Java Agent的步骤：
步骤一：编写Java Agent程序
编写Java Agent程序，实现java.lang.instrument.ClassFileTransformer接口。该接口的方法transform接收3个参数，分别是:
ClassLoader loader: 要转换的类的类加载器String className: 要转换的类名Class<?> classBeingRedefined: 如果该类是被重定义的，那么该参数为重定义前的类ProtectionDomain protectionDomain: 类的保护域
transform方法的返回值是转换后的字节码。
以下是一个示例代码：
public class MyAgent implements java.lang.instrument.ClassFileTransformer {
// transform方法用于实现字节码转换
@Override
public byte[] transform(final ClassLoader loader,
final String className,
final Class<?> classBeingRedefined,
final ProtectionDomain protectionDomain,
final byte[] classfileBuffer) {
if (className.startsWith("com/example")) {
final ClassReader reader = new ClassReader(classfileBuffer);
final ClassWriter writer = new ClassWriter(reader, 0);
// 将所有方法的调用前后输出方法名和调用时间
final ClassVisitor visitor = new MyClassVisitor(writer);
reader.accept(visitor, 0);
return writer.toByteArray();
}
return classfileBuffer;
}
}
步骤二：将Java Agent程序打包成Jar文件
在Java Agent程序项目的根目录下创建META-INF/MANIFEST.MF文件，指定Premain-Class属性，例如：
Manifest-Version: 1.0
Premain-Class: com.example.MyAgent
然后使用jar命令将Java Agent程序打包成Jar文件，例如：
jar -cvfm MyAgent.jar META-INF/MANIFEST.MF -C bin/ .
其中，-C选项表示切换到bin/目录下进行打包，.表示将当前目录下所有文件都包含在Jar文件中。
步骤三：使用Java Agent
Java Agent可以通过以下两种方式来使用：
方式一：使用-javaagent参数启动Java程序
在启动Java程序的命令行中加入-javaagent参数，例如：
java -javaagent:/path/to/MyAgent.jar com.example.MyApplication
其中，/path/to/MyAgent.jar是Java Agent程序的Jar文件路径，com.example.MyApplication是要启动的Java程序的入口类。
方式二：使用Instrumentation API在运行时加载Java Agent
在Java程序中，使用Instrumentation API可以在运行时加载Java Agent，例如：
import java.lang.instrument.Instrumentation;
public class MyApplication {
public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst) {
// 注册ClassFileTransformer
inst.addTransformer(new MyAgent());
}
}
在premain方法中，使用Instrumentation API的addTransformer方法注册MyAgent的实例，即可在运行时加载Java Agent。
示例一：使用Java Agent来统计方法执行时间
以下是一个使用Java Agent来统计方法执行时间的示例：
import java.lang.instrument.ClassFileTransformer;
import java.lang.instrument.Instrumentation;
import java.security.ProtectionDomain;
public class TimingAgent implements ClassFileTransformer {
public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst) {
inst.addTransformer(new TimingAgent());
}
@Override
public byte[] transform(ClassLoader loader, String className, Class<?> classBeingRedefined,
ProtectionDomain protectionDomain, byte[] classfileBuffer) {
// 如果类不是public的，则不进行转换
if (!className.startsWith("com/example") ||
(classfileBuffer[0] & 0xff) < 49) {
return classfileBuffer;
}
final String classname = className.replace("/", ".");
ClassPool cp = ClassPool.getDefault();
CtClass cc;
try {
cc = cp.get(classname);
final CtClass[] declaredMethods = cc.getDeclaredMethods();
for (final CtClass method : declaredMethods) {
final String methodName = method.getLongName();
if ((method.getModifiers() & Modifier.ABSTRACT) == 0) {
method.insertBefore("long startTime = System.nanoTime();");
final StringBuilder endBlock = new StringBuilder("\nSystem.out.println(\"" + methodName + " took:\" + (System.nanoTime() - startTime));");
if (CtClass.voidType != method.getReturnType()) {
endBlock.insert(0, "Object returnObj = ");
endBlock.append(" return returnObj;");
}
method.insertAfter(endBlock.toString());
}
}
return cc.toBytecode();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return classfileBuffer;
}
}
在transform方法中，我们使用了Javassist来修改字节码。我们首先判断该类是否为public类，是否需要转换。如果需要转换，则使用Javassist获取该类的所有方法，对每个方法分别在方法前插入一个计时器，在方法后统计方法执行时间，并输出到控制台。
在这个示例中，我们将统计com.example包下的所有方法的执行时间。
示例二：使用Java Agent来追踪对象的创建和销毁
以下是一个使用Java Agent来追踪对象的创建和销毁的示例：
import java.lang.instrument.Instrumentation;
public class ObjectTrackerAgent {
public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst) {
inst.addTransformer(new ObjectTrackerTransformer());
}
}
import java.lang.instrument.ClassFileTransformer;
import java.lang.instrument.IllegalClassFormatException;
import java.security.ProtectionDomain;
import javassist.ClassPool;
import javassist.CtClass;
import javassist.CtMethod;
import javassist.CtNewMethod;
public class ObjectTrackerTransformer implements ClassFileTransformer {
private static final String OBJECT_TRACKER_CLASSNAME = "ObjectTracker";
@Override
public byte[] transform(ClassLoader loader, String className,
Class<?> classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain,
byte[] classfileBuffer) throws IllegalClassFormatException {
// 过滤掉系统类和不需要跟踪的类
if (className.startsWith("java/") || className.startsWith("sun/")) {
return null;
}
// 将“/”替换为“.”，获得类的完整名称
String fullClassName = className.replaceAll("/", ".");
System.out.println("Transforming class " + fullClassName);
ClassPool classPool = ClassPool.getDefault();
CtClass ctClass;
try {
ctClass = classPool.get(fullClassName);
// 在类中新增一个静态的ObjectTracker变量
CtField trackerField = new CtField(classPool.get(OBJECT_TRACKER_CLASSNAME),
"_objectTracker", ctClass);
trackerField.setModifiers(Modifier.STATIC);
// 对类的每个构造器都进行重写，追踪对象的创建
CtConstructor[] constructors = ctClass.getConstructors();
for (CtConstructor constructor : constructors) {
constructor.insertBefore("_objectTracker.addObject(this);");
}
// 对类的finalize方法进行重写，追踪对象的销毁
CtMethod finalize = ctClass.getDeclaredMethod("finalize");
CtMethod newFinalize = CtNewMethod.copy(finalize, "@Override", ctClass, null);
newFinalize.insertBefore("_objectTracker.destroyObject(this);");
ctClass.removeMethod(finalize);
ctClass.addMethod(newFinalize);
ctClass.addField(trackerField);
byte[] byteCode = ctClass.toBytecode();
ctClass.detach();
return byteCode;
} catch (Throwable e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
}
在transform方法中，我们使用Javassist来修改字节码。我们首先过滤掉一些不需要的类，然后使用Javassist获取该类的所有构造函数和并重写它们，在构造函数的开头追踪对象的创建，接着对类的finalize方法进行重写，在finalize方法的开头追踪对象的销毁。
在这个示例中，我们使用了一个ObjectTracker类来跟踪对象的创建和销毁情况，我们在字节码中新增一个静态的ObjectTracker的实例，然后对于每个对象，在它的构造函数中将它加入ObjectTracker实例中，在它的finalize方法中将它从ObjectTracker实例中移除。
总结
Java Agent是JVM提供的一个很强大的功能，可以在运行时修改代码行为。Java Agent可以用于代码注入、性能优化、运行时监控等任务。在本文中，我们介绍了如何使用Java Agent，涵盖了如何编写Java Agent程序、如何将Java Agent程序打包成Jar文件、以及如何使用Java Agent的两种方式。我们还给出了两个Java Agent的示例，希望这对你能有所帮助。
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