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1. 前言
为什么会接触JavaAgent呢？
这起源于笔者最近在读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-Classes: trueCan-Retransform-Classes: 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-Classes>true</Can-Retransform-Classes><Can-Redefine-Classes>true</Can-Redefine-Classes></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-Classes: trueCan-Retransform-Classes: 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.loadAgent("/dev/agent.jar");}

3. 相关组件3.1 Instrumentation
【项目源码在哪里找源代码在哪找】编写的AgentClass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 isRetransformClassesSupported();// 重新转换Classvoid retransformClasses(Class<?>... classes) throws UnmodifiableClassException;boolean isRedefineClassesSupported();// 重新定义Class，热更新void redefineClasses(ClassDefinition... definitions)throwsClassNotFoundException, UnmodifiableClassException;boolean isModifiableClass(Class<?> theClass);@SuppressWarnings("rawtypes")Class[] getAllLoadedClasses();@SuppressWarnings("rawtypes")Class[] getInitiatedClasses(ClassLoader loader);// 获取对象大小long getObjectSize(Object objectToSize);void appendToBootstrapClassLoaderSearch(JarFile jarfile);void appendToSystemClassLoaderSearch(JarFile jarfile);boolean isNativeMethodPrefixSupported();void setNativeMethodPrefix(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 Set<Class<?>> classes = new HashSet<>();public ClassDumpTransformer(String path, Class<?>... classes) {this.file = new File(path);this.classes.addAll(Arrays.asList(classes));[email protected] byte[] transform(ClassLoader loader, String className, Class<?> classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain, byte[] classfileBuffer) throws IllegalClassFormatException {if (classes.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.retransformClasses(c);} catch (UnmodifiableClassException e) {e.printStackTrace();} finally {inst.removeTransformer(transformer);}}}

5、编写MANIFEST.MF文件，构建Jar包。
Manifest-Version: 1.0Can-Redefine-Classes: trueCan-Retransform-Classes: truePremain-Class: top.javap.agent.MyAgentClass6、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() [email protected] 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。

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