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『互联网架构』埋点基础知识(112)

『互联网架构』埋点基础知识(112)

作者: IT人故事会 | 来源:发表于2019-07-17 17:27 被阅读9次

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    上节给整个调用链的体系结构讲述了,按照我的流程可以搭建出来调用链的项目。架构目标基本功能,可扩展性,可配置性,可运维性。识别系统的方式,就是通过唯一性的包名来完成的。就像克隆人一样的基因都是一样的被识别成一个人。本次了解埋点和插撞具体是如何实现的。
    源码:https://github.com/limingios/netFuture/tree/master/源码/『互联网架构』埋点插桩基础知识(112)/

    (一)什么是埋点

    埋点就是在方法前后插入代码或指令,去获取方法的执行时间或参数等信息。

    • 常用办法
      1.硬编码

    指定某个方法,在方法的开始和结束增加begin和end,通过end-begin查看方法的执行时间,在方法内的特定内容增加记录信息。

    2.AOP拦截

    cat等框架都是通过AOP或者是fiter来实现的,底层还是通过动态代理来实现的。如果项目比较多,工作量也是相当大的。

    3.动态字节码插桩

    通过JVM加载参数,不需要AOP,不需要硬解码,

    (二)什么是插桩

    JAVA源代码要先编译成Class文件,文件的内容就由若干条JVM指令组成的集合(即代码逻辑)。插桩的过程就是将这这些指令,拆开来,然后在插入监控所需指令,最后进行重新组装生成新的Class字节。

    • java ====> class ===>系统指令

    翻译 成我们人类可以阅读的系统指令

    (三)字节码插桩所用到的技术

    1.javaagent 代理拦截(插桩的入口)
    2.javassist 字节码修改工具 (怎么插)

    • Java Agent

    javaagent 是java1.5之后引入的特性,其主要作用是在class 被加载之前对其拦截,已插入我们的监听字节码。

    其实在110的那篇都说过了java agent,这次我们自己演示一把

    在test中新建立一个类IdigAgentTest

    package com.idig8;
    
    public class IdigAgentTest {
        public static void main(String[] args) {
            System.out.println("hello world idig8!");
        }
    }
    
    

    在main中新建立一个类IdigAgent

    package com.idig8.agent.test;
    
    import java.lang.instrument.Instrumentation;
    
    public class IdigAgent {
        public static void premain(String args, Instrumentation instrumentation) {
            System.out.println("premain:" + args
            );
        }
    }
    
    

    pom找那个需要添加打包工具

    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    
    <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
      xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
      <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    
      <groupId>com.idig8</groupId>
      <artifactId>idig8-agent</artifactId>
      <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    
      <name>idig8-agent</name>
      <url>http://www.idig8.com</url>
    
      <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <maven.compiler.source>1.7</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>1.7</maven.compiler.target>
      </properties>
    
      <dependencies>
        <dependency>
          <groupId>junit</groupId>
          <artifactId>junit</artifactId>
          <version>4.11</version>
          <scope>test</scope>
        </dependency>
        <dependency>
          <groupId>org.ow2.asm</groupId>
          <artifactId>asm-debug-all</artifactId>
          <version>5.0.3</version>
        </dependency>
      </dependencies>
    
      <build>
        <plugins>
          <plugin>
            <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
            <artifactId>maven-jar-plugin</artifactId>
            <version>2.2</version>
            <configuration>
              <archive>
                <manifestEntries>
                  <Project-name>${project.name}</Project-name>
                  <Project-version>${project.version}</Project-version>
                  <Premain-Class>com.idig8.agent.test.IdigAgent</Premain-Class>
                  <Can-Redefine-Classes>false</Can-Redefine-Classes>
                </manifestEntries>
              </archive>
              <skip>true</skip>
            </configuration>
          </plugin>
        </plugins>
      </build>
    </project>
    

    maven(clear,install)跳过test

    加载刚刚打包的好的jar,放入要运行的测试test的JVM中
    -javaagent:D:\java\repository\com\idig8\idig8-agent\1.0-SNAPSHOT\idig8-agent-1.0-SNAPSHOT.jar=abc
    abc 是增加的变量参数

    javaagent在打印之前先打印了,premain

    • javassit介绍

    Javassist是一个开源的分析、编辑和创建Java字节码的类库。其主要的优点,在于简单,而且快速。直接使用java编码的形式,而不需要了解虚拟机指令,就能动态改变类的结构,或者动态生成注:也可以使用ASM实现,但需要会操作字节码指令,学习使用成本高。

    • 代码讲解

    ClassByteUtil

    package com.idig8.agent.test;
    
    import org.objectweb.asm.ClassReader;
    import org.objectweb.asm.util.TraceClassVisitor;
    
    import java.io.IOException;
    import java.io.InputStream;
    import java.io.PrintWriter;
    
    public class ClassByteUtil {
        public static void main(String[] args) {
            String path = "/" + UserServiceImpl.class.getName().replaceAll("[.]", "/") + ".class";
            InputStream stream = ClassByteUtil.class.getResourceAsStream(path);
            // 读取 ClASS
            ClassReader reader = null;
            try {
                reader = new ClassReader(stream);
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            // 访问者模式
            reader.accept(new TraceClassVisitor(new PrintWriter(System.out)), ClassReader.SKIP_FRAMES);
        }
    }
    
    

    UserServiceImpl

    package com.idig8.agent.test;
    
    public class UserServiceImpl {
        public UserServiceImpl(){
            System.out.println("hello world!");
        }
    }
    
    

    启动ClassByteUtil 程序,JVM的指令码

    // class version 51.0 (51)
    // access flags 0x21
    public class com/idig8/agent/test/UserServiceImpl {
    
      // compiled from: UserServiceImpl.java
    
      // access flags 0x1
    //在JVM初始化方法就是尖括号 init
      public <init>()V
       L0
        //第4行,属于L0
        LINENUMBER 4 L0
        ALOAD 0
        INVOKESPECIAL java/lang/Object.<init> ()V
       L1
        LINENUMBER 5 L1
       //执行静态代码的指令 
        GETSTATIC java/lang/System.out : Ljava/io/PrintStream;
       //LDC 装载一个常量
        LDC "hello world\uff01"
        // INVOKEVIRTUAL 执行一个指令
        INVOKEVIRTUAL java/io/PrintStream.println (Ljava/lang/String;)V
       L2
        LINENUMBER 6 L2
       // 默认加入return
        RETURN
       L3
        LOCALVARIABLE this Lcom/idig8/agent/test/UserServiceImpl; L0 L3 0
        //operand stack的max(length)=2
        MAXSTACK = 2
       //本地存储有1个值,因为是非静态方法需要加载一个变量this
        MAXLOCALS = 1
    }
    

    PS:代码比较简单,但是需要明白什么是埋点和插桩,通过2个类完成javaagent和javassit,其实在几年前这个方式都很普遍了,只是大家都不知道,各种java正版的破解插件都是运用了这种技术。老铁是不是感觉很惊讶哈哈。

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