用Java Instrumentation在类加载时添加记录

在分析程序出错的原因时，了解它当时的状态将是非常有用的。在许多情况下，我们可以通过堆栈追踪实现此目的，但这些信息经常都是不可用的，或者您需要的可能是程序在出错时处理数据的相关信息。

传统做法是使用 log4j 和 Java Logging API 等记录框架，然后再通过人工来编写和维护所需的记录语句。这种操作非常单调乏味且容易出错，一般适合自动实现。Java 5 添加的 Java Instrumentation 机制允许您通过提供 "Java 代理" 来检查和修改加载的类字节代码。

本文将展示如何实现这种 Java 代理，它借助标准 Java Logging API 透明地对类中所有方法添加入口和出口记录。以 Hello World 为例：

public　class　HelloWorld　{ 　　　　　　　　　　　 public　static　void　main(String　args[])　{ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 System.out.println("Hello　World"); 　　　　　　　　　　 } }

下面是添加了入口和出口记录语句的同一个用例：

import　java.util.Arrays; import　java.util.logging.Level; import　java.util.logging.Logger; public　class　LoggingHelloWorld　{ 　　　　　　　 final　static　Logger　_log　=　Logger.getLogger(LoggingHelloWorld.class.getName()); 　　　　　　　　 public　static　void　main(String　args[])　{ 　　　　　　　 if　(_log.isLoggable(Level.INFO))　{ 　　　　　　 　_log.info(">　main(args="　+　Arrays.asList(args)　+　")"); 　　　　　　　 } 　　　　　　　 System.out.println("Hello　World"); 　　　　　　　 if　(_log.isLoggable(Level.INFO))　{ 　　　　　　　　 _log.info("<　main()"); 　　　　　　　　　 } 　　　　 } }

用Java Instrumentation在类加载时添加记录(2)

默认记录程序生成的输出格式大体为：

2007-12-22　22:08:52　LoggingHelloWorld　main INFO:　>　main(args=[]) Hello　World 2007-12-22　22:08:52　LoggingHelloWorld　main INFO:　<　main()

可以看到，每个记录语句显示为两行：一行显示时间戳、提供的记录名称和生成调用的方法，另一行是提供的记录正文。

本文的其余部分将演示如何通过操作加载的字节代码使原始的 Hello World 程序和有记录的 Hello World 程序有一致的行为效果。使用的操作机制是在 Java 5 中添加 Java Instrumentation。

使用 Java Instrumentation API

您可以通过 JVM arguments 调用 Java -javaagent:youragent.jar 或者 -javaagent:youragent.jar=argument 在试着运行指定的 main 之前使 Java 调用位于 youragent.jar 清单上的 premain(...) 方法。此 premain(...) 方法允许您通过系统类加载器注册类文件 transformer，它能提供 transform(...) 方法。在此后的进程中，此方法会作为每个类的一部分进行调用，而且可以在由类加载器处理为实际 Class 之前操作实际代码。

为此，必须保证实现以下几点：

一个用来实现 ClassFileTransformer 的类。

transform(...) 方法将在每个类载入时被调用。参数是整个类完全的、原始的字节代码。

一个用来提供一个静态空白点 premain() 方法的类。

premain(...) 方法必须通过类加载器注册上面的转换器。它也能处理命令行上的参数。

一个正确的 MANIFEST.MF 文件 .

MANIFEST.MF 必须包含 Pre-Class: .. 行通过 premain() 方法访问类。此外，使用 Boot-Class-Path: 访问外部 .jar 文件.

此代码必须和清单一起放入 .jar 文件，否则它将失败。

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