1. 前言

为什么会接触javaagent呢？

这起源于笔者最近在刑警怎么考读dubbo的源码，dubbo有一个很有意思的功能——spi，它可以根据运行时的uri参数，自适应的调用特定的实现类。大致的原理其实也能猜到，无非就是生成一个代理类，反射解析uri参数里的值，然后再调用对应的实现类。虽然大概可以猜到实现原理，但毕竟只是猜想，抱着科学严谨的精神，还是想看看dubbo的实现源码，此时就有了一个想法，能不能把dubbo生成的代理对象的class类dump下来，然后反编译看看它的源码呢？

理论上是完全可行的，阿里有一个很好用的开源工具arthas，它的jad命令就支持对jvm已经加载的类进行反编译查看源码，笔者把arthas项目源码down下来了，查看以后发现，需要用到javaagent技术。

2. javaagent规范

在jdk1.5以后，我们可以使用javaagent技术，以「零侵入」的方式对java程序做增强。例如阿里云的arms应用监控服务，就可以通过javaagent的方式接入一个探针，它会把应用的运行数据上报到阿里云，开发者可以在后台查看到应用的运行数据。这种方式，不需要我们对应用做任何改动，就可以轻松实现应用监控。

javaagent是一种规范，它分为两类：主程序运行前agent、主程序运行后agent。它可以在jvm加载class文件前，对字节码做修改，甚至允许修改已经加载过的class，这样我们就可以对应用做增强、以及实现代码热部署。

主程序运行前agent的步骤：

1、编写agent类，该类必须有静态方法premain()。

public class myagentclass {// jvm优先执行该方法public static void premain(string agentargs, instrumentation inst) {system.err.println("main before...");}public static void premain(string agentargs) {system.err.println("main before...");}}

2、在resources/meta-inf目录下编写manifest.mf文件，指定premain-class，然后将程序打成jar包。

manifest-version: 1.0can-redefine-class: truecan-retransform-class: truepremain-class: top.javap.agent.myagentclass// 注意，这里必须空一行

使用maven构建程序时，也可使用如下配置。

<plugin>  <groupid>org.apache.maven.plugins</groupid>  <artifactid>maven-jar-plugin</artifactid>  <configuration>    <archive>      <manifest>        <addclasspath>true</addclasspath>      </manifest>      <manifestentries>        <premain-class>top.javap.agent.myagentclass</premain-class>        <can-retransform-class>true</can-retransform-class>        <can-redefine-class>true</can-redefine-class>      </manifestentries>    </archive>  </configuration></plugin>

3、启动目标程序时，指定jvm参数，如下：

java -javaagent:agent-1.0-snapshot.jar javaapp

主程序运行后agent的步骤：

这种是针对已经运行的jvm进程，我们可以通过attach机制，启动一个新的jvm进程发送指令给它执行。

1、编写agent类，该类必须有静态方法agentmain()。

public class myagentclass {public static void agentmain(string agentargs, instrumentation inst) {system.err.println("main after...");}}

2、在resources/meta-inf目录下编写manifest.mf文件，指定premain-class，然后将程序打成jar包。

manifest-version: 1.0can-redefine-class: truecan-retransform-class: trueagent-class: top.javap.agent.myagentclass// 注意，这里必须空一行

3、编写attach程序，启动并attach到目标jvm进程。

public static void main(string[] args) throws exception {    virtualmachine vm = virtualmachine.attach("8080");    vm.l园艺业oadagent("/dev/agent.jar");}

3. 相关组件

3.1 instrumentation

编写的agen荷兰足球队tclass类必须有premain()方法，其中一个比较重要的参数就是instrumentation。它是javaagent技术用到的主要api，接口定义如下：

public interface instrumentation {    /** * 添加class文件转换器，底层采用数组存储 * jvm加载class文件前，需要依次经过转换 * @param transformer * @param canretransform 是否允许转换 */    void addtransformer(classfiletransformer transformer, boolean canretransform);    void addtransformer(classfiletransformer transformer);    // 删除class文件转换器    boolean removetransformer(classfiletransformer transformer);    boolean isretransformclasssupported();    // 重新转换class    void retransformclass(cla海上花园酒店ss<?>... class) throws unmodifiableclasxception;    boolean isredefineclasssupported();    // 重新定义class，热更新    void redefineclass(classdefinition... definitions)        throws  classnotfoundexception, unmodifiableclasxception;    boolean ismodifiableclass(class<?> theclass);    @suppresswarnings("rawtypes")    class[] getallloadedclass();    @suppresswarnings("rawtypes")    class[] getinitiatedclass(classloader loader);    // 获取对象大小    long getobjectsize(object objecttosize);    void appendtobootstrapclassloaderarch(jarfile jarfile);    void appendtosystemclassloaderarch(jarfile jarfile);    boolean isnativemethodprefixsupported();    void tnativemethodprefix(classfiletransformer transformer, string prefix);}

重要的方法笔者已经写上注释了，本文会用到的方法主要是addtransformer()。它可以用来添加class转换器，jvm在加载class前，会先经过这些转换器进行加工。

3.2 classfiletransformer

class文件转换器，jvm加载某个class前，会先经过它转换，我们可以在这里去修改字节码以达到功能增强的目的。它只有一个方法transform()：

public interface classfiletransformer{        /** * 转换class * @param loader 类加载器 * @param classname 类名 * @param classbeingredefined 原始class * @param protectiondomain  * @param classfilebuffer class文件字节数组 */byte[] transform(  classloader loader,                string classname,                class<?>  classbeingredefined,                protectiondomain protectiondomain,                byte[]  classfilebuffer)        throws illegalclassformatexception;}

本文主要用到的就是classfilebuffer，有了class的字节数组，只要把它导出到磁盘，通过idea反编译就能看到源码了。

4. 实战

【需求】

支持将任意java对象的class文件导出到磁盘，通过反编译查看源码，包括动态生成的类。

【实现】

1、编写instrumentationholder，持有instrumentation实例，后续操作全靠它。

public class instrumentationholder {private static instrumentation instance;public static void init(instrumentation ins) {instance = ins;}public static instrumentation get() {if (instance == null) {throw new runtimeexception("检查 -javaagent 配置");}return instance;}}

2、编写myagentclass，保存instrumentation实例。

public class myagentclass {public static void premain(string agentargs, instrumentation inst) {system.err.println("main before...");instrumentationholder.init(inst);}}

3、编写classdumptransformer，获取class文件字节数组，导出到磁盘。

public class classdumptransformer implements classfiletransformer {private final file file;private final t<class<?>> class = new hasht<>();public classdumptransformer(string path, class<?>... class) {this.file = new file(path);this.class.addall(arrays.aslist(class));}@overridepublic byte[] transform(classloader loader, string classname, class<?> classbeingredefined, protectiondomain protectiondomain, byte[] classfilebuffer) throws illegalclassformatexception {if (class.contains(classbeingredefined)) {fileutil.writebytes(classfilebuffer, file);}return null;}}

4、编写classutil工具类，支持导出class文件。

public class classutil {public static void classdump(class<?> c, string path) {classdumptransformer transformer = new classdumptransformer(path, c);instrumentation inst = instrumentationholder.get();inst.addtransformer(transformer, true);try {inst.retransformclass(c);} catch欣然怒放 (unmodifiableclasxception e) {e.printstacktrace();} finally {inst.removetransformer(transformer);}}}

5、编写manifest.mf文件，构建jar包。

manifest-version: 1.0can-redefine-class: truecan-retransform-class: truepremain-class: top.javap.agent.myagentclass

6、编写测试类，利用jdk动态代理生成代理类，然后将代理类的class文件导出。

public class agentdemo {public static void main(string[] args) throws exception {object instance = proxy.newproxyinstance(a.class.getclassloader(), new class[]{a.class}, new invocationhandler() {@overridepublic object invoke(object proxy, method method, object[] args) throws throwable {return null;}});classutil.classdump(instance.getclass(),"/target/x.class");}public static interface a {void a();}}

7、设置-javaagent参数并启动程序。

java -javaagent:agent.jar agentdemo

此时，target目录下就会生成x.class文件，通过idea打开即可看到jdk生成的代理类源码。

5. 总结

javaagent十分强大，通过它可以在jvm加载class文件前修改字节码，甚至修改jvm已经加载的class。基于此，我们可以「零侵入」的对应用程序做增强，服务实现热部署等等。

本文通过一个小示例，编写classfiletransformer实现类导出对象的class文件，反编译查看其源码。这对于asm操作字节码、jdk动态代理等动态生成类的场景下，而我们又想看对象的具体实现时，提供了帮助。