1.字節(jié)碼

Java剛誕生的時(shí)候有一句非常著名的宣傳口號(hào)：“一次編寫讥裤，到處運(yùn)行”。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的姻报，Sun公司以及其他虛擬機(jī)提供商發(fā)布了很多可以運(yùn)行在不同平臺(tái)上的jvm虛擬機(jī)己英，虛擬機(jī)的作用就是載入和執(zhí)行一種與平臺(tái)無關(guān)的字節(jié)碼。簡(jiǎn)單來說吴旋，java程序從編寫完成到運(yùn)行损肛，大致會(huì)有兩個(gè)階段，第一個(gè)階段是從.java文件編譯成.class文件荣瑟；第二階段是jvm載入.class文件治拿，進(jìn)行解釋和執(zhí)行。
為什么稱之為字節(jié)碼笆焰，而不叫比特碼呢劫谅？是因?yàn)樽止?jié)碼文件是采用十六進(jìn)制組成，jvm讀取的時(shí)候是以兩個(gè)十六進(jìn)制數(shù)為一組讀取嚷掠，我們知道一個(gè)十六進(jìn)制是4bit捏检，所以兩個(gè)十六進(jìn)制就是一個(gè)字節(jié)，jvm便是按字節(jié)讀取不皆。

2.字節(jié)碼增強(qiáng)

我們修改字節(jié)碼有兩個(gè)過程：
1.修改已生成的字節(jié)碼（即.class文件）
2.重新加載更改后的字節(jié)碼贯城，使之生效

2.1 字節(jié)碼修改技術(shù)

字節(jié)碼修改技術(shù)通常包括以下幾類：

• ASM ：一個(gè)輕量級(jí)的字節(jié)碼操作框架，直接涉及到j(luò)vm底層操作和指令霹娄，使用難度較大能犯。
• CGLIB：屬于動(dòng)態(tài)織入（字節(jié)碼加載之后）技術(shù)，基于ASM實(shí)現(xiàn)项棠，性能高悲雳。同時(shí)，CGLIB突破了Java動(dòng)態(tài)代理基于接口的限制香追，采用子類繼承的方式合瓢。
• JAVAssist：屬于動(dòng)態(tài)織入技術(shù)，操作簡(jiǎn)單透典，接口強(qiáng)大晴楔，性能較ASM差顿苇。
• ASPECTJ：靜態(tài)織入（字節(jié)碼加載之前）框架，常用于AOP編程框架税弃。

2.2 使修改后的字節(jié)碼生效

我們這里只關(guān)注通過動(dòng)態(tài)織入框架定義的字節(jié)碼纪岁。可以通過JVMTI（JVM提供的一套對(duì)JVM操作的接口工具则果，通過接口注冊(cè)事件hook幔翰，在jvm事件觸發(fā)時(shí)，同時(shí)觸發(fā)我們定義好的鉤子）西壮，將字節(jié)碼文件寫成一個(gè)agent遗增，并在java程序啟動(dòng)之后，通過Attach API（提供的jvm進(jìn)程之間通信的能力）的方式款青，動(dòng)態(tài)加載進(jìn)入虛擬機(jī)做修。

Talk is cheap.Show me the code.

下面我們采用最簡(jiǎn)單的JAVAssit+AttachAPI的方式編寫一套demo。
1.首先抡草，我們先模擬一個(gè)java進(jìn)程：

package demo;

import java.lang.management.ManagementFactory;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        String name = ManagementFactory.getRuntimeMXBean().getName();
        String s = name.split("@")[0];
        System.out.println("pid:" + s);
        while (true) {
            boolean logined = login("admin", "111");
            System.out.println((logined ? "成功" : "失敗") + "   pid:" + s);
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static boolean login(String user, String passwd) {
        System.out.println("login...");
        if ("admin".equals(user) && "123".equals(passwd)) {
            return true;
        }
        return false;
    }
}

此程序會(huì)一直返回失敗饰及，并且打印出程序的進(jìn)程id。

2.接下來康震，我們用JVMTI接口編寫一個(gè)agent：

import java.lang.instrument.Instrumentation;
import java.lang.instrument.UnmodifiableClassException;
public class MyAgent {
    public static void agentmain(String args, Instrumentation inst) throws UnmodifiableClassException {
        inst.addTransformer(new MyTransformer(),true);
        System.out.println("agent加載完畢");
        for (Class aClass : inst.getAllLoadedClasses()) {
            if(aClass.getName().contains("Application")){
                System.out.println(aClass.getName());
                inst.retransformClasses(aClass);
                System.out.println("重新加載class完畢");
            }
        }
    }

}

import javassist.*;
import java.io.IOException;
import java.lang.instrument.ClassFileTransformer;
import java.lang.instrument.IllegalClassFormatException;
import java.security.ProtectionDomain;
import java.util.Objects;

public class MyTransformer implements ClassFileTransformer {

    @Override
    public byte[] transform(ClassLoader loader, String className, Class<?> classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain, byte[] classfileBuffer) throws IllegalClassFormatException {
        System.out.println("我進(jìn)到transformer了："+className);
        if (!className.contains("Application")) {
            return classfileBuffer;
        }
        ClassPool cp = ClassPool.getDefault();
        try {
            CtClass ctClass1 = cp.get("demo.Application");
            CtClass ctClass2 = cp.get(className);
            CtClass ctClass = Objects.isNull(ctClass1) ? ctClass2 : ctClass1;
            CtMethod ctMethod = ctClass.getDeclaredMethod("login");
            ctMethod.setBody("{return true;}");
            System.out.println("修改class完畢");
            return ctClass.toBytecode();
        } catch (NotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (CannotCompileException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return classfileBuffer;
    }
}

完成之后燎含，我們用編輯器或者jar命令將以上兩個(gè)類打成一個(gè)jar包，命名為javabyte.jar签杈，不管用什么方法瘫镇，最終保持jar包結(jié)構(gòu)如下：

image.png

然后下一步鼎兽，需要解壓jar答姥，修改里面的MANIFEST.MF文件，保持文件內(nèi)容與以下內(nèi)容一致：

Manifest-Version: 1.0
Agent-Class: MyAgent
Can-Redefine-Classes: true
Can-Retransform-Classes: true
Class-Path: javassist-3.24.1-GA.jar
Main-Class: 

3.通過Attach API谚咬，動(dòng)態(tài)加載改過的字節(jié)碼

import com.sun.tools.attach.AgentInitializationException;
import com.sun.tools.attach.AgentLoadException;
import com.sun.tools.attach.AttachNotSupportedException;
import com.sun.tools.attach.VirtualMachine;
import java.io.IOException;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            VirtualMachine virtualMachine = VirtualMachine.attach("30421");
            virtualMachine.loadAgent("javabyte.jar");
        } catch (AttachNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (AgentLoadException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (AgentInitializationException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

注意：以上代碼中的路徑一定要跟自己工程路徑一致鹦付，比如：demo.Application，demo是我的包名择卦；javabyte.jar這個(gè)可以直接替換為jar的絕對(duì)路徑敲长。
操作步驟：
1.運(yùn)行1程序，會(huì)打印出進(jìn)程id
2.打包2程序
3.根據(jù)pid修改3程序秉继，運(yùn)行
結(jié)果如下：
運(yùn)行1程序：

image.png

運(yùn)行3程序：

image.png

<dependency>
        <groupId>com.sun</groupId>
        <artifactId>tools</artifactId>
        <version>1.8.0</version>
        <scope>system</scope>
        <systemPath>/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_281.jdk/Contents/Home/lib/tools.jar</systemPath>
    </dependency>

遇到問題也不用著急，可以打印各種日志來跟蹤你的程序運(yùn)行尚辑，并找到問題辑鲤。