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带你认识什么是埋点的技术实现方式

nanyue 2025-01-26 23:41:19 技术文章 11 ℃

上节给整个调用链的体系结构讲述了,按照我的流程可以搭建出来调用链的项目。架构目标基本功能,可扩展性,可配置性,可运维性。识别系统的方式,就是通过唯一性的包名来完成的。就像克隆人一样的基因都是一样的被识别成一个人。本次了解埋点和插撞具体是如何实现的。

源码:
https://github.com/limingios/netFuture/tree/master/源码/『互联网架构』埋点插桩基础知识(112)/



(一)什么是埋点

埋点就是在方法前后插入代码或指令,去获取方法的执行时间或参数等信息。

  • 常用办法
  • 1.硬编码

指定某个方法,在方法的开始和结束增加begin和end,通过end-begin查看方法的执行时间,在方法内的特定内容增加记录信息。

2.AOP拦截

cat等框架都是通过AOP或者是fiter来实现的,底层还是通过动态代理来实现的。如果项目比较多,工作量也是相当大的。

3.动态字节码插桩

通过JVM加载参数,不需要AOP,不需要硬解码,

(二)什么是插桩

JAVA源代码要先编译成Class文件,文件的内容就由若干条JVM指令组成的集合(即代码逻辑)。插桩的过程就是将这这些指令,拆开来,然后在插入监控所需指令,最后进行重新组装生成新的Class字节。

  • java ====> class ===>系统指令

翻译 成我们人类可以阅读的系统指令

(三)字节码插桩所用到的技术

1.javaagent 代理拦截(插桩的入口)

2.javassist 字节码修改工具 (怎么插)

  • Java Agent

javaagent 是java1.5之后引入的特性,其主要作用是在class 被加载之前对其拦截,已插入我们的监听字节码。



其实在110的那篇都说过了java agent,这次我们自己演示一把

在test中新建立一个类IdigAgentTest

package com.idig8;
public class IdigAgentTest {
 public static void main(String[] args) {
 System.out.println("hello world idig8!");
 }
}



在main中新建立一个类IdigAgent

package com.idig8.agent.test;
import java.lang.instrument.Instrumentation;
public class IdigAgent {
 public static void premain(String args, Instrumentation instrumentation) {
 System.out.println("premain:" + args
 );
 }
}



pom找那个需要添加打包工具



 4.0.0
 com.idig8
 idig8-agent
 1.0-SNAPSHOT
 idig8-agent
 http://www.idig8.com
 
 UTF-8
 1.7
 1.7
 
 
 
 junit
 junit
 4.11
 test
 
 
 org.ow2.asm
 asm-debug-all
 5.0.3
 
 
 
 
 
 org.apache.maven.plugins
 maven-jar-plugin
 2.2
 
 
 
 ${project.name}
 ${project.version}
 com.idig8.agent.test.IdigAgent
 false
 
 
 true
 
 
 
 



maven(clear,install)跳过test



加载刚刚打包的好的jar,放入要运行的测试test的JVM中

-javaagent:D:\java\repository\com\idig8\idig8-agent\1.0-SNAPSHOT\idig8-agent-1.0-SNAPSHOT.jar=abc

abc 是增加的变量参数




javaagent在打印之前先打印了,premain

  • javassit介绍

Javassist是一个开源的分析、编辑和创建Java字节码的类库。其主要的优点,在于简单,而且快速。直接使用java编码的形式,而不需要了解虚拟机指令,就能动态改变类的结构,或者动态生成注:也可以使用ASM实现,但需要会操作字节码指令,学习使用成本高。

  • 代码讲解

ClassByteUtil

package com.idig8.agent.test;
import org.objectweb.asm.ClassReader;
import org.objectweb.asm.util.TraceClassVisitor;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.PrintWriter;
public class ClassByteUtil {
 public static void main(String[] args) {
 String path = "/" + UserServiceImpl.class.getName().replaceAll("[.]", "/") + ".class";
 InputStream stream = ClassByteUtil.class.getResourceAsStream(path);
 // 读取 ClASS
 ClassReader reader = null;
 try {
 reader = new ClassReader(stream);
 } catch (IOException e) {
 e.printStackTrace();
 }
 // 访问者模式
 reader.accept(new TraceClassVisitor(new PrintWriter(System.out)), ClassReader.SKIP_FRAMES);
 }
}



UserServiceImpl

package com.idig8.agent.test;
public class UserServiceImpl {
 public UserServiceImpl(){
 System.out.println("hello world!");
 }
}



启动ClassByteUtil 程序,JVM的指令码

// class version 51.0 (51)
// access flags 0x21
public class com/idig8/agent/test/UserServiceImpl {
 // compiled from: UserServiceImpl.java
 // access flags 0x1
//在JVM初始化方法就是尖括号 init
 public ()V
 L0
 //第4行,属于L0
 LINENUMBER 4 L0
 ALOAD 0
 INVOKESPECIAL java/lang/Object. ()V
 L1
 LINENUMBER 5 L1
 //执行静态代码的指令 
 GETSTATIC java/lang/System.out : Ljava/io/PrintStream;
 //LDC 装载一个常量
 LDC "hello world\uff01"
 // INVOKEVIRTUAL 执行一个指令
 INVOKEVIRTUAL java/io/PrintStream.println (Ljava/lang/String;)V
 L2
 LINENUMBER 6 L2
 // 默认加入return
 RETURN
 L3
 LOCALVARIABLE this Lcom/idig8/agent/test/UserServiceImpl; L0 L3 0
 //operand stack的max(length)=2
 MAXSTACK = 2
 //本地存储有1个值,因为是非静态方法需要加载一个变量this
 MAXLOCALS = 1
}

PS:代码比较简单,但是需要明白什么是埋点和插桩,通过2个类完成javaagent和javassit,其实在几年前这个方式都很普遍了,只是大家都不知道,各种java正版的破解插件都是运用了这种技术。老铁是不是感觉很惊讶哈哈。

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