背景:假如我们想打印出某些系统->某些类->某些方法的执行耗时,方式有很多,但是想要无侵入的做到这一点,只有Java探针一种方式。这也是很多调用链系统依赖的技术基础。
什么是Java探针
通俗来讲,就是Java提供的一种手段,使我们可以修改并重新加载Class字节码,做到在系统外部来改变类的行为。
Java探针是如何做到的
我们知道只要是java程序,运行的入口就一定是main方法。Java探针技术相当于变相的改变了这个约定,提供了一种外挂,只要用了这个外挂(即在程序的运行时参数中加了-javaagent),就可以先执行外挂jar包中的premain方法,然后再执行原程序中的main方法。这样就提供了一个在真正的程序执行前,可以修改并重新加载字节码的机会。
具体怎么做
我们写个demo。
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假如原程序为:
public class DemoMain { public static void main(String[] args) { System.out.println("\nDemoMain.main开始"); HelloService helloService = new HelloService(); helloService.sayHello("一拳超人"); System.out.println("DemoMain.main结束"); } } public class HelloService { public void sayHello(String name) { System.out.println(" HelloService.sayHello开始"); System.out.println(" Hello " + name + "!"); System.out.println(" HelloService.sayHello结束"); } }
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打jar包,新版的idea打包配置有点小问题,默认的MANIFEST的文件夹路径中,要删除/main/java,如图:
idea打包配置.jpg -
我们想打印HelloService.sayHello的执行耗时,使用Java探针来实现,先写外挂程序
```java
public class PrintAgent {
public static void premain(String agentArgs, Instrumentation instrumentation) {
System.out.println("\nPrintAgent.premain开始");
System.out.println(" PrintAgent.premain入参:" + agentArgs);
instrumentation.addTransformer(new PrintTransformer());
System.out.println("PrintAgent.premain结束");
}
public static void main(String[] args) {
//main方法在idea打包时需要,实际上没什么作用,不会被执行。
}
}
public class PrintTransformer implements ClassFileTransformer {
final static String startTime = "\nlong startTime = System.nanoTime();\n";
final static String endTime = "\nlong endTime = System.nanoTime();\n";
final static Map<String, List<String>> methodMap = new HashMap<String, List<String>>();
public PrintTransformer() {
addMethod("com.wang.hello.HelloService", "sayHello");
}
private PrintTransformer addMethod(String className, String methodName) {
List<String> list = methodMap.computeIfAbsent(className, cn -> new ArrayList<>());
list.add(methodName);
return this;
}
@Override
public byte[] transform(ClassLoader loader, String className, Class<?> classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain, byte[] classfileBuffer) throws IllegalClassFormatException {
className = className.replace("/", ".");
if (methodMap.containsKey(className)) {
try {
CtClass ctClass = ClassPool.getDefault().get(className);
for (String methodName : methodMap.get(className)) {
String cost = "\nSystem.out.println(\" Method:"
+ methodName
+ " Cost:\"+(endTime-startTime)+"
+ "\"ns\");\n";
CtMethod ctMethod = ctClass.getDeclaredMethod(methodName);
String wrappedMethodName = methodName + "$wrapped";
ctMethod.setName(wrappedMethodName);
CtMethod newMethod = CtNewMethod.copy(ctMethod, methodName, ctClass, null);
StringBuilder newMethodBody = new StringBuilder();
newMethodBody.append("{");
newMethodBody.append(startTime);
newMethodBody.append(wrappedMethodName + "($$);\n");
newMethodBody.append(endTime);
newMethodBody.append(cost);
newMethodBody.append("}");
newMethod.setBody(newMethodBody.toString());
ctClass.addMethod(newMethod);
}
return ctClass.toBytecode();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
return null;
}
}
```
- PrintAgent的打包配置如图:
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然后需要修改PrintAgent的META-INF/MANIFEST.MF文件,改为(注意结尾必须加一新行):
Manifest-Version: 1.0 Premain-Class: com.wang.agent.PrintAgent Can-Redefine-Classes: true **我是空白行占位符**
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打完包后,我们就可以执行测试了,先看下原始程序打印的日志:
//执行java -jar demo.jar DemoMain.main开始 HelloService.sayHello开始 Hello 一拳超人! HelloService.sayHello结束 DemoMain.main结束
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外挂探针后,再次执行打印的日志,注意其中"Method:sayHello Cost:128835ns"为我们增加的耗时日志:
//执行java -javaagent:instrumentation.jar=wahaha -jar demo.jar PrintAgent.premain开始 PrintAgent.premain入参:wahaha PrintAgent.premain结束 DemoMain.main开始 HelloService.sayHello开始 Hello 一拳超人! HelloService.sayHello结束 Method:sayHello Cost:128835ns DemoMain.main结束
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关键的点解决后,再往深了做,就能慢慢的实现调用链的逻辑了。
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