Java Agent原理及实现及IDEA等软件激活

下面是一个使用Java Agent实现方法耗时监控的例子：

1. 首先，在maven的pom.xml中加入以下依赖：

<dependency>    <groupId>org.ow2.asm</groupId>    <artifactId>asm</artifactId>    <version>9.1</version></dependency>

2. 新建一个类，实现Java Agent的premain方法，同时实现ClassFileTransformer接口来修改类的字节码：

package com.dc;import org.objectweb.asm.*;import java.lang.instrument.ClassFileTransformer;import java.lang.instrument.Instrumentation;import java.security.ProtectionDomain;/** * @author Dc.s * @version 1.0 * @description: * @date 2023/06/14/014  17:09:29 */public class TimeTracingAgentTest {    public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst) {        inst.addTransformer(new TimeTracingTransformer());    }    private static class TimeTracingTransformer implements ClassFileTransformer {        @Override        public byte[] transform(ClassLoader loader, String className, Class<?> classBeingRedefined,                                ProtectionDomain protectionDomain, byte[] classfileBuffer) {            // 指定类进行处理            if (className.startsWith("Test")) {                ClassReader cr = new ClassReader(classfileBuffer);                ClassWriter cw = new ClassWriter(cr, ClassWriter.COMPUTE_MAXS);                ClassVisitor cv = new TimeTracingClassVisitor(cw);                cr.accept(cv, ClassReader.SKIP_FRAMES);                return cw.toByteArray();            }            return null;        }    }    private static class TimeTracingClassVisitor extends ClassVisitor {        public TimeTracingClassVisitor(ClassVisitor cv) {            super(Opcodes.ASM5, cv);        }        @Override        public MethodVisitor visitMethod(int access, String name, String desc, String signature, String[] exceptions) {            System.out.println(String.format("method name is :%s",name));            MethodVisitor mv = cv.visitMethod(access, name, desc, signature, exceptions);            return new TimeTracingMethodVisitor(mv);        }    }    private static class TimeTracingMethodVisitor extends MethodVisitor {        public TimeTracingMethodVisitor(MethodVisitor mv) {            super(Opcodes.ASM5, mv);        }        @Override        public void visitCode() {            /*此处可以加操作字节码文件的逻辑            mv.visitCode();            mv.visitFieldInsn(Opcodes.GETSTATIC, "java/lang/System", "out", "Ljava/io/PrintStream;");            mv.visitLdcInsn("Start: " + System.currentTimeMillis());            mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKEVIRTUAL, "java/io/", "println", "(Ljava/lang/String;)V", false);*/                        System.out.println("Start: " + System.currentTimeMillis());        }        @Override        public void visitInsn(int opcode) {            /* 此处可以加操作字节码文件的逻辑            mv.visitFieldInsn(Opcodes.GETSTATIC, "java/lang/System", "out", "Ljava/io/PrintStream;");            mv.visitLdcInsn("End: " + System.currentTimeMillis());            mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKEVIRTUAL, "java/io/PrintStream", "println", "(Ljava/lang/String;)V", false);*/            if (opcode >= Opcodes.IRETURN && opcode <= Opcodes.RETURN) {                System.out.println("End: " + System.currentTimeMillis());            }            mv.visitInsn(opcode);        }    }}

3. 编写一个简单的测试类：

public class Test {    public static void main(String[] args    }    public void test() {        System.out.println("Test");    }}

在运行测试类之前，需要先将TimeTracingAgent打包成一个可执行的agent jar文件，在打包时需要注意：

需要把依赖一起打入jar包，我使用的是IDEA，需要在pom.xml中加入一下配置

<build>        <plugins>            <!-- Maven Assembly Plugin -->            <plugin>                <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>                <artifactId>maven-assembly-plugin</artifactId>                <version>3.3.0</version>                <configuration>                    <!-- get all project dependencies -->                    <descriptorRefs>                        <descriptorRef>jar-with-dependencies</descriptorRef>                    </descriptorRefs>                    <!-- MainClass in mainfest make a executable jar -->                    <archive>                        <!--自动添加META-INF/MANIFEST.MF -->                        <manifest>                            <addClasspath>true</addClasspath>                        </manifest>                        <manifestEntries>                            <Premain-Class>com.dc.TimeTracingAgentTest</Premain-Class>                            <Agent-Class>com.dc.TimeTracingAgentTest</Agent-Class>                            <Can-Redefine-Classes>true</Can-Redefine-Classes>                            <Can-Retransform-Classes>true</Can-Retransform-Classes>                        </manifestEntries>                    </archive>                </configuration>                <executions>                    <execution>                        <id>make-assembly</id>                        <!-- bind to the packaging phase -->                        <phase>package</phase>                        <goals>                            <goal>single</goal>                        </goals>                    </execution>                </executions>            </plugin>        </plugins>    </build>

这样在打包后就会有两个jar包：

选择使用下面的带有依赖的jar，然后在启动程序时，加上以下参数：

-javaagent:/path/to/agent.jarcmd窗口操作

javac Test.javajava -javaagent:/path/to/agent.jar Test

这样就能在控制台输出程序中每个方法的执行时间了。

在本文中，我们对Java Agent进行了简单的介绍，包括它的原理、运行机制以及如何使用ASM等字节码操作框架来修改类字节码。

Java Agent作为一个非常强大的工具，可以用于应用服务器的诊断和分析工具、AOP、调试器等多种应用场景，而开发者也可以根据自己的业务需求来实现各种各样的agent代码来实现扩展或者监控自己的应用程序。

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