Java調用鏈跟蹤關鍵技術（二）Javaagent

geekzhou 發布于2019-08-19 10:18 / 3312人閱讀

摘要：一網上關于的介紹很多，請找度娘和谷兄。唯一提的一點是字節碼注入比較好用的是，封裝度很高，使用簡單。二代碼樣例以下為關鍵代碼樣例，可以依樣畫瓢自行改造。加入棧實戰營知識星球，參與討論，更多實戰代碼分享，不就是幾斤蘋果，幾個榮耀道具的事嗎

一、Javaagent

網上關于Javaagent的介紹很多，請找度娘和谷兄。唯一提的一點是字節碼注入比較好用的是bytebuddy，封裝度很高，使用簡單。

二、代碼樣例

以下為關鍵代碼樣例，可以依樣畫瓢自行改造。
1.編寫agent入口

package com.javashizhan.trace;

import static net.bytebuddy.matcher.ElementMatchers.isInterface;
import static net.bytebuddy.matcher.ElementMatchers.isSetter;
import static net.bytebuddy.matcher.ElementMatchers.nameContainsIgnoreCase;
import static net.bytebuddy.matcher.ElementMatchers.nameStartsWithIgnoreCase;
import static net.bytebuddy.matcher.ElementMatchers.not;

import java.lang.instrument.Instrumentation;

import com.javashizhan.trace.interceptor.AbstractJunction;
import com.javashizhan.trace.interceptor.ProtectiveShieldMatcher;
import com.javashizhan.trace.interceptor.TraceInterceptor;

import net.bytebuddy.agent.builder.AgentBuilder;
import net.bytebuddy.description.NamedElement;
import net.bytebuddy.description.type.TypeDescription;
import net.bytebuddy.implementation.MethodDelegation;
import net.bytebuddy.matcher.ElementMatcher;
import net.bytebuddy.matcher.ElementMatchers;

public class TraceAgent {
    
    public static void premain(String arguments, Instrumentation instrumentation) { 
        new AgentBuilder.Default()
        .type(buildMatch())
        .transform((builder, type, classLoader, module) ->
        builder.method(ElementMatchers.any())
                        .intercept(MethodDelegation.to(TraceInterceptor.class)) // 攔截器
        ).installOn(instrumentation);
    }
    
    public static ElementMatcher buildMatch() {
        ElementMatcher.Junction judge = new AbstractJunction() {
            @Override
            public boolean matches(NamedElement target) {
                return true;
            }
        };
        judge = judge.and(not(isInterface())).and(not(isSetter()))
                .and(nameStartsWithIgnoreCase("io.spring"))
                .and(not(nameContainsIgnoreCase("util")))
                .and(not(nameContainsIgnoreCase("interceptor")));
        judge = judge.and(not(isSetter()));
        return new ProtectiveShieldMatcher(judge);
    }

}

2.攔截器類TraceInterceptor.java

package com.javashizhan.trace.interceptor;

import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.io.StringWriter;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Date;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.Callable;

import com.javashizhan.trace.domain.CallMethod;
import com.javashizhan.trace.TraceWrapper;
import com.javashizhan.trace.collector.DBCollector;
import com.javashizhan.trace.domain.Trace;
import com.javashizhan.trace.domain.TraceRecord;

import net.bytebuddy.implementation.bind.annotation.Origin;
import net.bytebuddy.implementation.bind.annotation.RuntimeType;
import net.bytebuddy.implementation.bind.annotation.SuperCall;

public class TraceInterceptor {
    
    @RuntimeType
    public static Object intercept(@Origin Method method,
        @SuperCall Callable callable) throws Exception {
        
        before(method);
        
        try {
            return callable.call();
        } finally {
            after();
        }
    }
    
    public static void after() {
        Trace trace = TraceWrapper.getTrace(); //Trace類，可自行實現，不是關鍵
        
        if (null != trace) {
            if (trace.callMethodSize() > 0) {
                
                CallMethod callMethod = trace.pop();
                
                if (null != callMethod && callMethod.isTraceFlag()) {
                    
                    callMethod.calculateCostTime();
                    trace.addTraceRecord(new TraceRecord(callMethod));
                    
                }
                
                if (trace.callMethodSize() == 0) {
                    List traceRecordList = trace.getAllTraceRecord();
                    if (null != traceRecordList && traceRecordList.size() > 0) {
                        DBCollector collector = new DBCollector(traceRecordList);
                        new Thread(collector).start();
                        TraceWrapper.destory();
                    }
                }
            }
        }
    }
    
    private static void before(Method method) {
        Trace trace = TraceWrapper.getTrace();
        
        CallMethod callMethod = new CallMethod(method);
        if (isInnerClass(callMethod)) {    //spring中有很多內部類，可以去掉
            callMethod.setTraceFlag(false);
        } else {
            callMethod.setTraceFlag(true);
        }
        
        //不管是否跟蹤都放進去
        trace.push(callMethod);
    }
    
    private static boolean isInnerClass(CallMethod callMethod) {
         return callMethod.getClassName().indexOf("$") > -1;
    }
    
    
}

3.AbstractJunction.java

package com.javashizhan.trace.interceptor;

import net.bytebuddy.matcher.ElementMatcher;
import net.bytebuddy.matcher.ElementMatcher.Junction;
import net.bytebuddy.matcher.ElementMatcher.Junction.Conjunction;
import net.bytebuddy.matcher.ElementMatcher.Junction.Disjunction;

public abstract class AbstractJunction implements ElementMatcher.Junction {
    @Override
    public  Junction and(ElementMatcher other) {
        return new Conjunction(this, other);
    }

    @Override
    public  Junction or(ElementMatcher other) {
        return new Disjunction(this, other);
    }
}

4.ProtectiveShieldMatcher.java

package com.javashizhan.trace.interceptor;

import net.bytebuddy.matcher.ElementMatcher;

public class ProtectiveShieldMatcher extends ElementMatcher.Junction.AbstractBase {

    private final ElementMatcher matcher;

    public ProtectiveShieldMatcher(ElementMatcher matcher) {
        this.matcher = matcher;
    }

    public boolean matches(T target) {
        try {
            return this.matcher.matches(target);
        } catch (Throwable t) {
            //logger.warn(t, "Byte-buddy occurs exception when match type.");
            return false;
        }
    }
}

三、pom文件


  4.0.0
  trace
  chain
  0.0.1-SNAPSHOT
    
  
        UTF-8
        1.8
        1.8
        1.8
        
    

    
        
            net.bytebuddy
            byte-buddy
            1.9.6
        
        
            net.bytebuddy
            byte-buddy-agent
            1.9.6
        
        
            com.zaxxer
            HikariCP
            2.7.9
        
        
          mysql
          mysql-connector-java
          8.0.16
        
        
    

    
        
            
                org.apache.maven.plugins
                maven-shade-plugin
                3.0.0
                
                    
                        package
                        
                            shade
                        
                        
                            
                                
                                    
                                        
                                       
                                        com.javashizhan.trace.TraceAgent
                                    
                                
                            
                        
                    
                
            
        
        
            
                
                
                    maven-clean-plugin
                    3.1.0
                
                
                
                    maven-resources-plugin
                    3.0.2
                
                
                    maven-compiler-plugin
                    3.8.0
                
                
                    maven-surefire-plugin
                    2.22.1
                
                
                    maven-jar-plugin
                    3.0.2
                
                
                    maven-install-plugin
                    2.5.2
                
                
                    maven-deploy-plugin
                    2.8.2
                
                
                
                    maven-site-plugin
                    3.7.1
                
                
                    maven-project-info-reports-plugin
                    3.0.0

四、在Java應用中添加啟動參數

1.先將agent工程打成jar包
2.在要使用agent的Java應用中添加如下VM啟動參數

-javaagent:D:MyAppapache-skywalking-apm-binagentchain-0.0.1-SNAPSHOT.jar

注意自行替換jar包路徑。

end.

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