从javaagent迁移到JVMTI：我们的经验

当您需要从JVM内部收集数据时，您会发现自己很危险地接近Java虚拟机内部进行工作。幸运的是，有一些方法可以避免被JVM实现细节所困扰。 Java之父没有给您提供过两个漂亮的工具供您使用。

在这篇文章中，我们将说明两种方法之间的差异，并说明为什么我们最近移植了算法的重要部分。

Java代理

第一种选择是使用java.lang.instrument接口。这种方法使用-javaagent启动参数将监视代码加载到JVM本身。作为Java的全部选择，如果您的背景是Java开发，那么javaagents往往是首选的方法。说明您如何从该方法中受益的最佳方法是通过示例。

让我们创建一个真正简单的代理，该代理将负责监视代码中的所有方法调用。当代理面对方法调用时，它将调用记录到标准输出流中：

import org.objectweb.asm.*;public class MethodVisitorNotifyOnMethodEntry extends MethodVisitor {public MethodVisitorNotifyOnMethodEntry(MethodVisitor mv) {super(Opcodes.ASM4, mv);mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKESTATIC, Type.getInternalName(MethodVisitorNotifyOnMethodEntry.class), "callback", "()V");}public static void callback() {System.out.println("Method called!");    }
}

您可以使用上面的示例，将其打包为javaagent（本质上是一个带有特殊MANIFEST.MF的小JAR文件），然后使用类似于以下内容的代理的premain（）方法启动它：

java -javaagent:path-to/your-agent.jar com.yourcompany.YourClass

启动后，您会看到一堆“方法调用！” 日志文件中的消息。就我们而言，仅此而已。但是这个概念很强大，尤其是与上面的示例中的字节码检测工具（例如ASM或cgLib）结合使用时。

为了使示例易于理解，我们跳过了一些细节。但这是相对简单的-使用java.lang.instrument包时，您首先编写自己的代理类，并实现public static void premain（String agentArgs，Instrumentation inst） 。然后，您需要向inst.addTransformer注册您的ClassTransformer 。您很可能希望避免直接对类字节码进行操作，因此可以使用一些字节码操作库，例如我们所使用的示例中的ASM。有了它，您只需要实现几个接口– ClassVisitor （为简便起见，略过）和MethodVisitor。

JVMTI

第二种方法最终将带您进入JVMTI。 JVM工具接口（ JVM TI ）是标准的本机API，允许本机库捕获事件并控制Java虚拟机。对JVMTI的访问通常打包在称为代理的特定库中。

下面的示例演示了与javaagent部分相同的回调注册，但是这次将其实现为JVMTI调用：

void JNICALL notifyOnMethodEntry(jvmtiEnv *jvmti_env, JNIEnv* jni_env, jthread thread, jmethodID method) {fputs("method was called!\n", stdout);
}int prepareNotifyOnMethodEntry(jvmtiEnv *jvmti) {jvmtiError error;jvmtiCapabilities requestedCapabilities, potentialCapabilities;memset(&requestedCapabilities, 0, sizeof(requestedCapabilities));if((error = (*jvmti)->GetPotentialCapabilities(jvmti, &potentialCapabilities)) != JVMTI_ERROR_NONE) return 0;if(potentialCapabilities.can_generate_method_entry_events) {requestedCapabilities.can_generate_method_entry_events = 1;}else {//not possible on this JVMreturn 0;}if((error = (*jvmti)->AddCapabilities(jvmti, &requestedCapabilities)) != JVMTI_ERROR_NONE) return 0;jvmtiEventCallbacks callbacks;memset(&callbacks, 0, sizeof(callbacks));callbacks.MethodEntry = notifyOnMethodEntry;if((error = (*jvmti)->SetEventCallbacks(jvmti, &callbacks, sizeof(callbacks))) != JVMTI_ERROR_NONE) return 0;if((error = (*jvmti)->SetEventNotificationMode(jvmti, JVMTI_ENABLE,    JVMTI_EVENT_METHOD_ENTRY, (jthread)NULL)) != JVMTI_ERROR_NONE) return 0;return 1;
}

两种方法之间存在一些差异。例如，通过JVMTI，您可以获得比代理更多的信息。但是，两者之间最关键的区别在于加载机制。在将Instrumentation代理加载到堆内部时，它们由同一JVM进行管理。 JVMTI代理不受JVM规则支配，因此不受JVM内部组件（如GC或运行时错误处理）的影响。这意味着什么，最好通过我们自己的经验来解释。