zorka源码解读之Instrument实现原理

主要用到三方面技术:

  1. beanshell来实现可扩展:告诉zorkaAgent插桩的具体需求,包括插桩的方法和值、插桩的时机、插桩追踪记录方式等。
  2. Instrument来通过代理的方式访问JVM,实现在类加载的时候访问类字节码。
  3. ASM字节码操纵框架,用于实现真正底层的类字节码的修改。

一、beanshell实现插桩具体需求(bsh如何将要插桩的内容告诉代理程序的?)
给classTransformer添加SpyDefinition的实例,SpyDefinition里面定义了各种插桩行为,这些行为传递到底层主要封装到SpyProbe和SpyProcessor中了。SpyProbe的实例集合和SpyProcessor的实例集合都是SpyDefinition的属性。

二、Instrument插桩过程

1、AgentMain.premain方法的执行
在JVM执行ClassLoader.defineClass之后,应用程序main方法执行之前,premain方法开始执行。
premain方法中主要执行两个任务:
1) AgentInstance.start()加载beanshell,给beanshell注册zorkaAgent中的lib,并执行bsh。bsh的执行,主要是往SpyClassTransformer(start的时候实例化transformer)中添加SpyDefinition。
SpyDefinition中包含了插桩的所有信息。
2)给instrumentation添加transformer。

2、classTransformer.transform方法的执行
每装载一个类,transformer的transform方法就会执行一次,看看是否需要转换。transform函数的最后,若返回null值,表示不需要进行类字节码的转化,否则返回转换后的class字节数组。
transform中核心的代码是调用ASM的字节码访问技术:

ClassReader cr = new ClassReader(cbf);//cbf是类字节码的字节数组
ClassWriter cw = new ClassWriter(cr, cbf[7] > (byte)0x32 ? ClassWriter.COMPUTE_FRAMES : 0);
ClassVisitor scv = createVisitor(classLoader, clazzName, found, tracer, cw);//found就是SpyDefinition的集合
cr.accept(scv, 0);//给classReader传递字节码访问者,这个方法里面开始正式的字节码访问。
buf = cw.toByteArray();

1)accept中开始visitor(SpyClassVisitor)的各种visit方法的调用。比如visit(访问类声明)、visitSource、visitOuterClass、visitInnerClass、readMethod(读取方法,让指定visitor访问)、readField、visitAnnotaiton、visitTypeAnnotation、visitAttribute、visitEnd,这些方法按一定顺序被执行。在这里我们关注readMethod的调用。
2)readMethod调用spyClassVisitor的visitMethod方法。visitMethod解析SpyDefinition,根据SpyMatcher匹配目标方法,获取SpyContext上下文传递给下一个节点访问者。比如方法访问者SpyMethodVisitor。这个对象会返回到readMethod方法中继续执行访问。
3)SpyMethodVisitor中的visit方法会被调用。其中有visitAnnotation、visitCode、visitInsn、visitMaxs等。
4)上面的visit访问会调用emitProbes方法。该访问会根据SpyContext中定义的SpyDefinition,SpyDefinition里面的probe进行插桩。

private int emitProbes(int stage, SpyContext ctx)

5)emitProbes方法遍历SpyContext里面的probe,调用probe.emit方法进行插桩。

时间: 2024-10-11 18:58:48

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