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JDK.attach 包解析

一、描述
二、实现原理
三、代码分析
- 3.1 代码结构
- 3.2 模型类
- - AttachPermisson
  - VirtualMachineDescriptor
  - AttachProvider
- 2.3 核心类VirtualMacine
- - loadAgent() 方法
  - loadAgentPath（）
  - attach()方法
  - detach()
  - 监控JVM

和JVM通信，发送指令请求

一、描述

从JDK6开始引入，除了Solaris平台的Sun JVM支持远程的Attach，在其他平台都只允许Attach到本地的JVM上。

用Java语言编写的工具使用此API附加到目标虚拟机（VM），并将其tool agent 加载到目标VM中。

什么是attach机制?

说简单点就是jvm提供一种jvm进程间通信的能力，能让一个进程传命令给另外一个进程，并让它执行内部的一些操作，比如说我们为了让另外一个jvm进程把线程dump出来，那么我们跑了一个jstack的进程，然后传了个pid的参数，告诉它要哪个进程进行线程dump，既然是两个进程，那肯定涉及到进程间通信，以及传输协议的定义，比如要执行什么操作，传了什么参数等

涉及进程间通信。启动Attach Listener进程和VM进程通信。交换数据的方式使用的是SOCKET。
约束
除了 Attach API规定的API功能。还依赖针对JVM的具体实现，如果jvm嗯实现不支持，api也没有用。

功能

内存dump
线程dump
类信息统计(比如加载的类及大小以及实例个数等)
动态加载agent
动态设置vm flag(但是并不是所有的flag都可以设置的，因为有些flag是在jvm启动过程中使用的，是一次性的)
打印vm flag
获取系统属性等

二、实现原理

能够说明ATTCH的作用，也提供更高阶，更细致的分析。

概括性文档

详细流程分析

说简单点就是jvm提供一种jvm进程间通信的能力，能让一个进程传命令给另外一个进程，并让它执行内部的一些操作，比如说我们为了让另外一个jvm进程把线程dump出来，那么我们跑了一个jstack的进程，然后传了个pid的参数，告诉它要哪个进程进行线程dump，既然是两个进程，那肯定涉及到进程间通信，以及传输协议的定义，比如要执行什么操作，传了什么参数等

三、代码分析

3.1 代码结构

VirtualMachine是核心，通过操作它，来进行attach等
AttachPermission来负责权限控制功能
VirtualMachineDescriptor vm的模型，一个数据对象，包含pid或者vmname信息
AttachProvider各个JVM平台，自己负责对接实现。利用SPI给VirtualMachine的接口提供实现，截图中给出了OPENJDK14中默认对Hotspot的实现

3.2 模型类

AttachPermisson

用来做权限控制

权限目标名称	权限允许什么	允许此权限的风险
attachVirtualMachine	能够附加到另一个Java虚拟机并将代理加载到该VM。	这使攻击者可以控制目标VM，这可能会导致目标VM行为异常。
createAttachProvider	能够创建AttachProvider实例。	这使攻击者可以创建AttachProvider，该AttachProvider可以潜在地用于附加到其他Java虚拟机。

程序员通常不会直接创建AttachPermission对象。而是由安全策略代码基于读取安全策略文件来创建它们。

jvm在启动时可以设置一些权限，比如为了安全考虑禁止attach的行为。这个类就是在attach时被调用来检测是否能够attach。

VirtualMachineDescriptor

JVM信息的Bean。jvm有很多种，用来保存具体jvm的信息。

VirtualMachineDescriptor是用于描述Java虚拟机的容器类。它封装了标识目标虚拟机的标识符，以及AttachProvider在尝试附加到虚拟机时应使用的对它的引用。该标识符取决于实现，但是通常是每个Java虚拟机都在其自己的操作系统进程中运行的进程标识符（或pid）环境。
VirtualMachineDescriptor也有一个displayName。显示名称通常是工具可能显示给用户的人类可读字符串。例如，显示系统上运行的Java虚拟机列表的工具可能会使用显示名称而不是标识符。阿VirtualMachineDescriptor可以在没有被创建的显示名称。在这种情况下，标识符用作显示名称。
VirtualMachineDescriptor实例通常是通过调用该VirtualMachine.list() 方法来创建的。这将返回描述符的完整列表，以描述所有已安装的Java虚拟机attach providers。

AttachProvider

用来attach到jvm的接口。真正被使用的是各个厂家提供的jvm实现，是该类的子类。

2.3 核心类VirtualMacine

有两个功能

loadagent
加载 JPLTS agent，这个agent会加载agent.jar包并执行 agentMain或者premain方法
attach(attach)
依附到目标jvm
detach 离开

示例

在此示例中，我们附加到由进程标识符标识的Java虚拟机2177。然后，使用提供的参数在目标进程中启动JMX管理代理。最后，客户端从目标VM分离。

VirtualMachine可安全地供多个并发线程使用。

一个Jvm的实现

loadAgent() 方法

加载制作好的agent.jar包,并执行premain domain方法。

加载 JPLTS agent，这个agent会加载agent.jar包并执行 agentMain或者premain方法

源码就不贴了，这里整个类的执行过程。可以总结为和jvm建立连接后，向jvm发送命令，传输agent.jar的path参数，并触发其中的premain或者domain方法

loadAgentPath（）

用来加载 native方法库，即用他语言写的库。可以看出 load cmd 会有字段来标识是不是本地方法

attach()方法

这个方法的实现最终是在provider中实现，最终的结果是返回一个VirtualMachine对象。可以和jvm通信，让jvm执行指令。

流程

检查权限
测试是否可以attach
成功attach
以上检查都没问题，返回new VirtualMachineImpl(this, vmid);

detach()

hotspot的实现比较直接，直接将fd文件设置为null

监控JVM

如果对JMXBean不陌生的就可以知道，这些bean是用来获取JVM运行信息：堆内存，线程状态，gc次数等。VirtualMacine提供这样的函数，向jvm发送指令，暴露端口。通过这个端口就可以获取JVM运行信息。

startManagementAgent(Properties agentProperties)

startLocalManagementAgent()
仅暴露本地端口，最终是从本地fd读取jvm信息。

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JDK.attach 包解析

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一、描述

二、实现原理

三、代码分析

3.1 代码结构

3.2 模型类

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loadAgent() 方法

loadAgentPath（）

attach()方法

detach()

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