Java Agent入门学习之动态修改代码

2024-07-13 10:09:36

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供稿：网友

前言

最近用了一下午总算把Java agent给跑通了，本篇文章记录一下具体的操作步骤，以免遗忘。下面话不多说，来一起看看详细的介绍：

通过java/124154.html">java/195761.html">java agent可以动态修改代码（替换、修改类的定义），进行AOP。

目标：

为所有添加@ToString注解的类实现默认的toString方法

需要两个程序，一个是用来测试的程序，一个agent用于修改代码。

1. 测试程序

被测试的程序包括：

- ToString.Java

- Foo.java

- Main.java

具体代码如下：

ToString.java：定义ToString注解

package com.chosen0ne.agent.test;  import java.lang.annotation.Retention; import java.lang.annotation.RetentionPolicy;  @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) public @interface ToString { }

Foo.java：很简单用于测试，使用了ToString注解

package com.chosen0ne.agent.test;  @ToString public class Foo {  }

Main.java：

package com.chosen0ne.agent.test;  public class Main {  public static void main(String[] args) {   Foo foo = new Foo();   System.out.println(foo.toString());  } }

执行Main.java，结果如下：

com.chosen0ne.agent.test.Foo@7852e922

可以看到toString返回的是Object的默认实现。

2. Agent程序

java agent程序实际上类似于钩子，有两种方式：

- main函数开始前

- 程序运行中

这里主要测试main函数开始前的情况。类似于main函数，需要实现

public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst);

这个函数会在main函数之前被调用。可以在premain中，进行字节码操作，替换或重新实现一些类。这里使用Byte Buddy库，在ASM之上提供了更高级的抽象，便于使用。

具体代码如下：

package com.chosen0ne.ByteCode.agent;  import java.lang.instrument.Instrumentation;  import com.chosen0ne.agent.test.ToString;  import net.bytebuddy.agent.builder.AgentBuilder; import net.bytebuddy.description.type.TypeDescription; import net.bytebuddy.dynamic.DynamicType.Builder; import net.bytebuddy.implementation.FixedValue; import net.bytebuddy.matcher.ElementMatchers;  public class ToStringAgent {   public static void premain(String args, Instrumentation instrumentation) {   System.out.println("print pre main");   new AgentBuilder.Default()     .type(ElementMatchers.isAnnotatedWith(ToString.class))     .transform(new AgentBuilder.Transformer() {       @Override      public Builder<?> transform(Builder<?> builder,        TypeDescription typeDescription, ClassLoader classLoader) {       return builder.method(ElementMatchers.named("toString"))         .intercept(FixedValue.value("test"));      }           }).installOn(instrumentation);  } }

agent需要打包成jar，并且对于premain的方式需要在MANIFEST.MF中指定Premain-Class，用于指明包含premain函数的类。具体有两种方式打包：

1）直接通过jar命令

编辑生成MANIFEST.MF后，执行：

jar cvfm agent.jar MANIFEST.MF -C . com lib

上述命令打包成的jar包含：

- com：编译生成的class文件

- lib：其依赖的库

2）通过maven直接生成：

通过maven-jar-plugin插件生成jar包，具体配置如下：

<build>  <plugins>    <plugin>    <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>    <artifactId>maven-jar-plugin</artifactId>    <version>2.1</version>    <configuration>     <archive>      <manifest>       <addClasspath>true</addClasspath>       <classpathPrefix>lib/</classpathPrefix>       <mainClass>com.chosen0ne.ByteCode.ByteBuddyTest</mainClass>      </manifest>      <manifestEntries>       <Premain-Class>com.chosen0ne.ByteCode.agent.ToStringAgent</Premain-Class>      </manifestEntries>     </archive>    </configuration>   </plugin>  </plugins> </build>

主要通过manifestEntries标签生成自动的属性，这里指定了Premain-Class

3. 运行

将生成的agent.jar、依赖的ByteBuddy的jar包和测试程序编译生成的class文件放到一个路径下，目录布局如下：

. ├── agent.jar ├── classes │ └── com │  └── chosen0ne │   └── agent │    └── test │     ├── Foo.class │     ├── Main.class │     └── ToString.class └── lib  └── byte-buddy-1.2.3.jar

在当前目录执行命令：

java -cp classes:lib/byte-buddy-1.2.3.jar -javaagent:agent.jar com.chosen0ne.agent.test.Main

运行结果如下：

print pre main test

这里需要注意一点，如果将测试程序也打包成jar包的话，那么在通过-cp指定ByteBuddy库时会失败，找不到对应的class，错误如下：

> java -cp classes:lib/byte-buddy-1.2.3.jar -javaagent:agent.jar -jar agent-test-case-0.0.1-SNAPSHOT.jar Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError: net/bytebuddy/matcher/ElementMatcher  at java.lang.Class.getDeclaredMethods0(Native Method)  at java.lang.Class.privateGetDeclaredMethods(Class.java:2688)  at java.lang.Class.getDeclaredMethod(Class.java:2115)  at sun.instrument.InstrumentationImpl.loadClassAndStartAgent(InstrumentationImpl.java:327)  at sun.instrument.InstrumentationImpl.loadClassAndCallPremain(InstrumentationImpl.java:401) Caused by: java.lang.ClassNotFoundException: net.bytebuddy.matcher.ElementMatcher  at java.net.URLClassLoader$1.run(URLClassLoader.java:372)  at java.net.URLClassLoader$1.run(URLClassLoader.java:361)  at java.security.AccessController.doPrivileged(Native Method)  at java.net.URLClassLoader.findClass(URLClassLoader.java:360)  at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:424)  at sun.misc.Launcher$AppClassLoader.loadClass(Launcher.java:308)  at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:357)  ... 5 more FATAL ERROR in native method: processing of -javaagent failed

暂时不知道具体原因。。。所以直接以class运行即可

总结

以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对VeVb武林网的支持。

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