Java Agent這個技術，對於大多數同學來說都比較陌生，但是多多少少又接觸過，實際上，我們平時用的很多工具，都是基於Java Agent實現的，例如常見的熱部署JRebel，各種線上診斷工具（btrace, greys），還有阿里最近開源的arthas。

其實Java Agent一點都不神祕，也是一個Jar包，只是啟動方式和普通Jar包有所不同，對於普通的Jar包，通過指定類的main函式進行啟動，但是Java Agent並不能單獨啟動，必須依附在一個Java應用程式執行，有點像寄生蟲的感覺。

如何動手寫一個Java Agent

因為Java Agent的特殊性，需要一些特殊的配置，在META-INF目錄下建立MANIFEST檔案.

並在MANIFEST檔案中指定Agent的啟動類

這裡需要解釋下為什麼要指定Agent-Class和Premain-Class，在載入Java Agent之後，會找到Agent-Class或者Premain-Class指定的類，並執行對應的agentmain或者premain方法。

/**
 * 以vm引數的方式載入，在Java程式的main方法執行之前執行
 */
public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst);

/**
 * 以Attach的方式載入，在Java程式啟動後執行
 */
public static void agentmain(String agentArgs, Instrumentation inst);
 

如果不想手動建立MANIFEST檔案，也可以通過Maven配置，在打包的時候自動生成，具體配置可以引數下面。

<plugin>
    <artifactId>maven-assembly-plugin</artifactId>
    <configuration>
        <archive>
            <manifestEntries>
                <Premain-Class>com.dianping.rhino.agent.AgentBoot</Premain-Class>
                <Agent-Class>com.dianping.rhino.agent.AgentBoot</Agent-Class>
                <Can-Redefine-Classes>true</Can-Redefine-Classes>
                <Can-Retransform-Classes>true</Can-Retransform-Classes>
            </manifestEntries>
        </archive>
    </configuration>
</plugin>
 

所以，我們需要在agentmain或者premain方法中實現具體的Agent邏輯，這裡是你大顯身手的地方，讀取JVM的各種資料，修改類的位元組碼，只要你能想到的，一般都可以實現。

如何載入 Java Agent

前面說了，一個Java Agent既可以在程式執行前載入，也可以在程式執行後加載，兩者有什麼區別呢？

程式執行前載入

通過JVM引數-javaagent:**.jar啟動，程式啟動的時候，會優先載入Java Agent，並執行其premain方法，這個時候，其實大部分的類都還沒有被載入，這個時候可以實現對新載入的類進行位元組碼修改，但是如果premain方法執行失敗或丟擲異常，那麼JVM會被中止，這是很致命的問題。

程式執行後加載

程式啟動之後，通過某種特定的手段載入Java Agent，這個特定的手段就是VirtualMachine的attach api，這個api其實是JVM程序之間的的溝通橋樑，底層通過socket進行通訊，JVM A可以傳送一些指令給JVM B，B收到指令之後，可以執行對應的邏輯，比如在命令列中經常使用的jstack、jcmd、jps等，很多都是基於這種機制實現的。

因為是程序間通訊，所以使用attach api的也是一個獨立的Java程序，下面是一個簡單的實現。

// 15186表示目標程序的PID
VirtualMachine vm = VirtualMachine.attach("15186");  
try {
   // 指定Java Agent的jar包路徑
    vm.loadAgent(".../agent.jar");    
} finally {
    vm.detach();
}

首先，我們得知道目標程序的PID，這個可以通過jps指令方便得到，也可以通過VirtualMachine的list方法拿到本機所有Java程序的PID。通過attach連線上目標PID之後，可以獲得表示目標程序的vm物件，執行loadAgent方法，對應的Java Agent會被載入，然後會找到指定的入口類，並執行agentmain方法，如果執行出現普通異常（除了oom和其它致命異常），目標JVM並不會受到影響。

通過這種方式，可以實現動態的載入Java Agent，而不需要修改JVM啟動引數。

Java Agent 後續內容

• attach api 的實現原理
• agentmain 和 premain方法中的Instrumentation引數是什麼？
• 如何自定義類載入器，避免汙染目前程序
• 如何實現位元組碼的修改
• 如何實現位元組碼的多次修改
• 如何恢復被修改過的位元組碼
• 如何解除安裝Java Agent的類
• 解除安裝自定義類載入器遇到的一些坑

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