javaagent加载

合集 - Java项目开发(4)

1.LoggerFactory is not a Logback LoggerContext but Logback is on the classpath. Either remove Logback or the competing implementation (class org.apache.logging.slf4j.Log4jLoggerFactory2024-12-022.javaagent入门01-06

3.javaagent加载03-05

4.java字节码操作类库03-06

收起

静态加载

通过VM启动参数-javaagent将agent的jar包挂载到目标JVM程序，和目标程序一起启动。

启动参数

"-javaagent:[=]"。[=]部分可以指定 agent 的参数，可以传递到premain(String agentArgs, Instrumentation inst)方法的agentArgs入参中。支持可以定义多个agent，按指定顺序先后执行。
示例: java -javaagent:agent1.jar=key1=value1&key2=value2 -javaagent:agent2.jar -jar Test.jar
其中加载顺序为(1) agent1.jar (2) agent2.jar。
注意：不同的顺序可能会导致 agent 对类的修改存在冲突，在实际项目中用到了pinpoint和SkyWalking的agent，当通过-javaagent先挂载 pinpoint的 agent ，后挂载 SkyWalking的 agent，出现 SkyWalking对类的增强发生异常的情况，而先挂载SkyWalking的 agent 则无问题。
agent1.jar 的premain(String agentArgs, Instrumentation inst)方法的agentArgs值为key1=value1&key2=value2。

premain方法

• premain()方法会在程序main方法执行之前被调用，此时大部分Java类都没有被加载（"大部分"是因为，agent类本身和它依赖的类还是无法避免的会先加载的），是一个对类加载埋点做手脚（addTransformer）的好机会。
• 如果此时premain方法执行失败或抛出异常，那么JVM的启动会被终止。
• premain() 中一般会编写如下步骤：
  注册类的 ClassFileTransformer，在类加载的时候会自动更新对应的类的字节码
  写法示例：

// Java agent指定的premain方法，会在main方法之前被调用
public static void premain(String args, Instrumentation inst) {
    // Instrumentation提供的addTransformer方法，在类加载时会回调ClassFileTransformer接口
    inst.addTransformer(new ClassFileTransformer() {
        @Override
        public byte[] transform(ClassLoader loader, String className, Class<?> classBeingRedefined,
                                ProtectionDomain protectionDomain, byte[] classfileBuffer) {
            // TODO 字节码修改
            byte[] transformed = null;
            return transformed;
        }
    });
}

加载流程

agent中的class由系统ClassLoader（默认AppClassLoader)加载，premain() 方法会调用 Instrumentation API，然后 Instrumentation API 调用 JVMTI(JVMTI的内容将在后面补充)，在需要加载的类需要被加载时，会回调 JVMTI，然后回调 Instrumentation API，触发ClassFileTransformer.transform()，最终修改 class 的字节码。
premain() 方法会调用 Instrumentation API，然后 Instrumentation API 调用 JVMTI(JVMTI的内容将在后面补充)，在需要加载的类需要被加载时，会回调 JVMTI，然后回调 Instrumentation API，触发ClassFileTransformer.transform()，最终修改 class 的字节码。
图片来源：【JVM】Java agent超详细知识梳理

动态加载

动态加载，即 JVM 启动后的任意时间点(即运行时)，通过Attach API动态地加载 Java agent，对应的是 agentmain() 方法。

agentmain()方法

对于VM启动后加载的Java agent，其agentmain()方法会在加载之时立即执行。如果agentmain执行失败或抛出异常，JVM会忽略掉错误，不会影响到正在 running 的 Java 程序。
一般 agentmain() 中会编写如下步骤：

• 注册类的 ClassFileTransformer
• 调用 retransformClasses 方法对指定的类进行重加载

字节码操作工具库

asm

低级别的字节码操作框架，提供对类文件的细粒度控制，适合需要高性能的场景。
特点：直接操作JVM指令，学习曲线较高，但灵活性极强。
典型应用：CGLIB动态代理、代码覆盖率工具（如JaCoCo）

byte buddy

轻量级的字节码生成/操作库，支持动态创建类或修改现有类的字节码，常用于实现Java Agent的字节码增强功能。
特点：API简洁，性能优于ASM和Javassist，支持Java 11+的模块化系统。
典型应用：APM工具（如SkyWalking）、动态代理框架等

javassist

基于源码级别的字节码操作库，允许开发者通过字符串拼接生成或修改类。
特点：易用性高，适合快速开发，但性能略低于ASM和Byte Buddy。
典型应用：动态生成类、AOP实现

Ref

【JVM】Java agent超详细知识梳理
Java Agent 探针技术