假设您在生产中运行了一个应用程序。每隔一段时间，它就会进入崩溃状态，错误很难重现，您需要从应用程序中获得更多的信息。

你想知道解决方案吗？

您可以做的是将一些代码动态地附加到您的应用程序中，然后仔细地重写它，以便代码转储您可以记录的其他信息，或者您可以将应用程序阶段转储到一个文本文件中。Java为我们提供了使用Java代理.

您有没有想过我们的Java代码是如何在IDE中进行热交换的？是因为探员。关于Java代理的另一个有趣的事实是，ApplicationProfile在后端使用了相同的技术来收集有关内存使用、内存泄漏和方法执行时间的信息。

那么什么是Java代理呢？

Java代理是一种特殊类型的类，通过使用Java仪器API，可以拦截在JVM上运行的应用程序，修改它们的字节码。Java代理非常强大，也很危险。

在深入研究之前，我将解释Java代理如何使用简单的HelloWorld示例拦截一个类.

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

如下图所示，分类装载机负责将类从二进制加载到内存中。在运行已编译的HelloWorld应用程序(HelloWorld.class)时，可以将代理视为在运行时拦截类加载器行为的一种方法。您可能会想，如何重新构造java字节代码，以便代理可以在正确的位置添加相关的代码。有趣的是，因为Java程序，字节码的结构真的很接近原始的Java程序源代码。因此，虽然我们不对Java程序本身进行测试，但我们使用了非常接近的表示形式。需要注意的一点是，有一些非Java语言可以编译成Java字节码(例如Scala、Clojure和Kotlin)，这意味着程序字节码的结构和形状可能非常不同。

实现Java代理

ava代理基于设施，来自Java平台，入口点是java.lang instrumentPackage，它提供允许代理检测JVM上运行的程序的服务。这个包非常简单，并且是独立的，因为它包含了几个异常类、一个数据类、类定义和两个接口。在这两种情况下，我们只需要实现classFileTransformer接口，如果我们想编写Java代理。

有两种方法可以定义代理。

第一个是静态剂，这意味着我们构建代理并将其打包为JAR文件，当我们启动Java应用程序时，我们传递一个名为javaagent。然后我们给出代理JAR在磁盘上的位置，然后JVM执行它的魔术。

$ java -javaagent:<path of agent jar file> -jar <path of the packaged jar file you want to intecept>

我们需要添加一个特殊的清单条目，称为pre-main类，当然，这是一个完全限定的名称类定义。

Premain-Class : org.example.JavaAgent

public class JavaAgent {/*** As soon as the JVM initializes, This  method will be called.** @param agentArgs       The list of agent arguments* @param instrumentation The instrumentation object* @throws InstantiationException*/public static void premain(String agentArgs, Instrumentation instrumentation) throws InstantiationException {InterceptingClassTransformer interceptingClassTransformer = new InterceptingClassTransformer();interceptingClassTransformer.init();instrumentation.addTransformer(interceptingClassTransformer);}}

premain 方法有两个参数：
agentArgs-String参数，无论用户选择将其作为参数传递给Java代理调用。
instrumentation来自java.lang工具包，我们可以添加一个新的ClassFileTransformer对象，它包含我们代理的实际逻辑。

第二个选项称为动态代理.

您可以做的不是检测启动应用程序的方式，而是编写一小部分代码，这些代码接受并连接到现有的JVM，并告诉它加载某个代理。

VirtualMachine vm = VirtualMachine.attach(vmPid);
vm.load(agentFilePath);
vm.detach();

这个论点agentFilePath与静态代理方法中的完全相同。它必须是代理JAR的文件名，所以没有输入流，没有字节。确实有两个注意事项用这种方法。第一种情况是，这是生活在COM Sun空间下的私有API，它通常适用于热点实现。第二个问题是，使用Java 9进行排序，您就不能再使用这段代码来附加到它正在运行的JVM。

类变换

为了转换类，我们需要为代理实现这个接口。

public interface ClassFileTransformer {byte[] transform(ClassLoader loader, String className, Class<?> classBeingRedefined,ProtectionDomain protectionDomain, byte[] classfileBuffer) throws IllegalClassFormatException;
}

这有点让人费解，但我将在方法签名中解释必要的参数。第一个重要的问题是className此参数的主要目的是帮助查找和区分要拦截的正确类和其他类。显然，您可能不想拦截应用程序中的每个类，最简单的方法就是使用条件语句进行检查。

然后ClassLoader它主要用于没有基本应用程序的平面类空间的环境中，您可能不需要查看它就可以逃脱，但是一旦遇到更复杂或模块化的平台，您就需要查看ClassLoader。classfileBuffer被检测之前类的当前定义。要拦截它，您需要使用库读取这个字节数组并拦截代码，然后必须再次转换回字节码才能返回。

有几个字节代码生成库。您需要进行研究，并根据它是高级API还是低级API、社区规模和许可证来决定。下面的演示是爪哇因为我认为它在高级和低级API之间有一个很好的平衡，而且它也是一个三重许可证，所以它应该可以供几乎任何人使用。因此，这就是实现ClassFileTransformer .

@Override
public byte[] transform(ClassLoader loader, ..)throws .. {byte[] byteCode = classfileBuffer;// If you wanted to intercept all the classs then you can remove this conditional check.if (className.equals("Example")) {try {ClassPool classPool = scopedClassPoolFactory.create(loader, rootPool,ScopedClassPoolRepositoryImpl.getInstance());CtClass ctClass = classPool.makeClass(new ByteArrayInputStream(classfileBuffer));CtMethod[] methods = ctClass.getDeclaredMethods();for (CtMethod method : methods) {if (method.equals("main")) {method.insertAfter("System.out.println(\"Logging using Agent\");");}}
byteCode = ctClass.toBytecode();ctClass.detach();} catch (Throwable ex) {log.log(Level.SEVERE, "Error in transforming the class: " + className, ex);}}return byteCode;
}
ctClass.detach();} catch (Throwable ex) {log.log(Level.SEVERE, "Error in transforming the class: " + className, ex);}}return byteCode;
}

在这里，从classPool，我们可以直接让类绕过classfileBuffer因为我想用这个方法main。我们循环遍历类定义中的所有方法，得到我们想要的类。我们根本不必使用字节码。我们可以简单地传递一些合法的Java代码，然后爪哇将编译它生成新的字节码并给出定义。

有三种方法可以将一些Java代码插入到方法中。insertAfter(…)在正文的末尾插入字节码。它在身体的末端插入字节码。insertAt(…)在正文中的指定行插入字节码，并且insertBefore(…)在主体的开头插入字节码。

与Java代理打交道

下载样本应用和Java代理从链接中指出。
使用进入路径并执行命令来构建repomvn clean install
现在，您将在目标中获取JAR文件。复制.jar文件并复制-dependencies.jarJavaAgent中的文件。
首先，只使用示例应用程序使用以下命令运行应用程序$ java -jar 观察输出。Hi I am main. 将被打印在控制台中。
然后，使用命令运行与java代理连接的应用程序。$ java -javaagent: -jar 观察输出。Logging using Agent 将额外打印在控制台中。这确保了java代理已被截获并添加到main方法。

总之，如果您想实现Java代理：

您需要创建两个Java类。带着premain方法(JavaAgent)和扩展ClassFileTransformer(海关变压器)
在身体内premain方法时，需要添加类的对象，该类扩展了ClassFileTransformer
然后，需要在重写的方法中添加逻辑。transform内部自定义变压器。
在转换方法中转换字节码时，可能需要根据您的目的使用字节码生成库。
您需要指定premain类并构建JAR。
使用javaagent标记来加载代理，并将您想要拦截的应用程序加载到该代理中。

Me和Java代理

我正在为WSO2Identity Server开发某种调试器，它从服务器获得身份验证流中的重要变量。正如我所提到的，在一开始，不可能更改我们想要拦截的全部代码。因此，动态地将一些代码附加到Server并仔细重写它是很容易的，这样代码就可以激发用于调试的附加信息。这个架构在不启动Java调试或任何代码操作的情况下进行调试，这让我感到惊讶，所以我想就这个神奇的工具发表一些看法。

结语

在这篇文章中，我们研究了Java开发人员工具箱中非常强大的条目：Java代理。它有权访问加载到JVM中的类。你可能会想，我们所做的一切工作是否做得太多而收效甚微呢？答案将是坚定的“不”。首先，您必须记住，本文详细介绍了HelloWorld示例，以解释Java代理的使用。使用java代理可以完成的事情是巨大的，当需要重写复杂的代码时，它们就会派上用场。我只是触及了Java代理所能实现的目标的表面，但希望在阅读完这篇文章之后，您将了解它们的存在，并进一步研究它们的存在。然而，对于持久性和适当的监控，构建一个可靠的java代理是一项需要由一组专门的工程师来完成的任务。告诉我你是怎么上的！