字节码插桩简析-技术圈

我们都知道java文件需要编译成class字节码文件才能被jvm加载执行，这里我们顺便说一下jvm加载一个class类的流程，如图：

验证：即是验证class文件内容的有效性，可能你会说都是java的编译器javac干的咋还可能会有错呢，这就是和我们今天的主角有关系了

准备：对类的静态变量赋初值，这里不包括final修饰的静态变量，因为它是在编译阶段就赋值了，另外final修饰的静态变量引用不会引起类加载，同时它的赋初值并不是你在类里面给的值，例如 static int i = 2，在准备阶段赋的值是0

解析：将常量池内的符合引用转化为直接引用，不理解可以不必深究，了解即可

初始化：对类的所有变量进行初始化，同时将上面准备阶段已经初始化过的静态变量赋所需要的值，另外类的初始化会生成一个类对象

使用：这个我不会

卸载：类的卸载条件比较苛刻，需要class对象及其classLoader对象（即加载这个class类的类加载器）同时释放才能对其进行垃圾回收，所以在java8之前加载的class对象会被放在称为永久代的方法区中，从这里看来类对象也不是越多越好，所以开发的时候就别一个字段就搞一个类了

介绍了这么多，我们现在进入正题，首先我们先来说一下刚开始的一个问题，既然class是jdk编译的，那么为啥还需要检查呢，这是因为编译之后的class文件是可以被修改的，在java中要修改class需要两种技术，分别是javaAgent和javassist，第一个负责在class被classLoader加载之前对classLoader进行拦截，第二个是负责将class的二进制文件进行修改，具体怎么修改的细节不用关注，怕你会了公司请不起你：

说完了javaAgent的运行流程，我们再来说说在哪些场景需要用到它，第一个主要场景是在面试中，可以反问面试官知不知道agent就敢来面试你，第二个主要场景是在写服务链路监控相关的，也可以简单点理解为埋点，但是这种方式是动态织入的，意思就是说不需要在业务代码中加入这些埋点逻辑，你可以通过javaagent的方式去attah你的业务服务，这种方式的好处是对业务无侵入，是一种边车设计模式，能够实现基础设施下沉，降低微服务的复杂度。

最后我们来简单说一下javaAgent如何使用：

1、编写agent方法

public class MyAgent {
public static void premain(String args, Instrumentation instrumentation) throws Exception {
        System.out.println("Hello javaagent permain:"+args);
    }
}

2、添加premain-class参数

<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.javaagent.MyAgent</Premain-Class>
                <Can-Redefine-Classes>true</Can-Redefine-Classes>
                <Can-Retransform-Classes>true</Can-Retransform-Classes>
            </manifestEntries>
        </archive>
        <skip>true</skip>
    </configuration>
</plugin>

3、构建打包

4、在任一JAVA应用中添加jvm 参数并启动 -javaagent:xxx.jarjavaagent META-INF/MANIFEST.MF

参数说明：

Premain-Class：必填，agent启动

classCan-Redefine-Classes：默认为false ，是否允许重新定义

classCan-Retransform-Classes：默认为false，是否允许重置Class，重置后相当于class 从classLoade中清除，下次有需要的时候会重新装载，也会重新走Transformer 流程。

Boot-Class-Path：agent 所依赖的jar 路径，多个用空格分割

创建一个测试类MyAgentTest并运行查看结果

public class MyAgentTest {
public static void main(String[] args) {
        System.out.println("main");
    }
}
//运行结果：main

添加jvm参数

参数内容：-javaagent:/Users/jinyunlong/IdeaProjects/test-agent/target/test-agent-1.0-SNAPSHOT.jar=123

再次运行测试类MyAgentTest并查看结果

总结：

优点：javaAgent其实本质上就是改变class文件，更准确的应该说是动态改变class中的方法，对其进行增强，比如说统一埋点，打日志或者其它业务功能，能够让这些基础功能和业务解耦，实现基础设施下沉，同时还能保证较高的准确度

缺点：部署比较麻烦，其次通过这种方式对类的方法进行增强，或多或少会影响服务的性能，这要根据你的业务流量来判断是否需要接入