資訊專欄INFORMATION COLUMN
摘要：注入機制作為工作的基礎，也為無侵入捕獲應用數據提供可能。代碼注入機制結合和技術，在應用字節(jié)碼加載到之前進行字節(jié)碼改寫。當然，修改字節(jié)碼文件流的動作是在中進行的。
UAVStack的中間件增強框架專題（MOF）】為大家詳細講述UAV中的MOF Agent是如何借助javaagent（premain）和javaassist技術在對應用無侵入的前提下完成數據捕獲的。歡迎繼續(xù)關注UAVStack，了解UAV更多的技術創(chuàng)新。
前言MOF（Moniter Framwork）作為UAV應用數據捕獲框架，不但實現(xiàn)了對應用無侵入的數據捕獲，而且在框架層面實現(xiàn)了功能的靈活控制，并且保證了良好的可擴展性，在UAV中具有舉足輕重的地位。
MOF Agent注入機制作為UAV MOF工作的基礎，也為UAV無侵入捕獲應用數據提供可能。UAV Agent代碼注入機制結合javaagent（premain）和javaassist技術，在應用字節(jié)碼加載到JVM之前進行字節(jié)碼改寫。通過適配器適配（adaptor）不同應用服務器，目前支持的包括Tomcat（6+）、SpringBoot、Jetty（7+）等，結合攔截器（interceptor）實現(xiàn)對不同應用服務器切點，為MOF框架和應用數據捕獲提供基礎。
Java Agent技術自JDK1.5開始, JDK中引入了java.lang.Instrument包，提供在Java程序類加載之前修改class字節(jié)碼和運行時動態(tài)修改系統(tǒng)中Class類型的能力，其中一個核心概念即Java Agent，可以理解為一個字節(jié)碼轉換器或者Class對象轉換器。針對字節(jié)碼轉化和Class對象轉化，Java agent分別提供了相應的方式，即Java agent premain方式和Java agent agentmain方式。UAV MOF使用的是Java agent premain方式，因此本文主要講解該轉化方式。
Java agent premain方式提供了在字節(jié)碼class文件被JVM加載之前攔截并修改的神奇能力，目前基本所有基于探針的監(jiān)控系統(tǒng)（如ONEAPM Servers）都是基于這種能力實現(xiàn)的對應用的無侵入監(jiān)控。Java agent premain中有兩個重要的概念，分別是premain和transformer。
premain將在程序的main方法之前執(zhí)行，我們知道程序的入口是main方法，premain代表了在程序正式啟動之前執(zhí)行的動作，具備類似AOP的能力。transformer，寓意轉化器，提供字節(jié)碼文件流轉化的能力。
圖1 Class文件轉化圖
集合premain和transformer兩大神器，可以對加載進JVM的任意Class文件進行修改。其流程如圖1所示，任何Class文件加載時候，都要經過premain這一關卡，通過一系列的transformer，Class字節(jié)碼文件流最終變成那個完美的它，然后被加載到JVM中。當然，修改Class字節(jié)碼文件流的動作是在transformer中進行的。這就有個問題，拿到了字節(jié)碼文件流，怎么修改呢？當然是發(fā)揮人類的特長，借助工具，比如說javassist。
Javassist技術Javaassist是一個開源的分析、編輯和創(chuàng)建Java字節(jié)碼的類庫，能運行時動態(tài)生成類，修改類，并且能直接使用java編碼。
前文Java agent技術中，在transformer中拿到了類的字節(jié)碼文件流，利用Javaassist解析字節(jié)碼流為類對象，并對其進行修改，非?？焖俦憬?。Javassist與Java agent結合將事半功倍。關于Javaassist的使用還請參考官網http://www.javassist.org。
MOF Agent注入機制前文中介紹了一對好伙伴：Javaagent技術和Javassit技術。Java agent負責攔截和轉換字節(jié)碼流，轉換的過程中使用Javaassist進行解析和修改。此兩者技術為MOF Agent注入機制提供了技術基礎。相信小伙伴對MOF Agent注入機制已經有了一定了猜想。
圖2為MOF Agent的組件圖，MOFAgent基于java agent premain技術實現(xiàn)，攔截所有加載的Class字節(jié)碼文件流；并通過UAV的transformer（MOFClsTransformer）進行字節(jié)碼劫持和轉化。UAV做的不僅僅是這些，還能自動感知不同應用服務器，并對不同應用服務器生命周期中的重要位置注入切點。UAV通過適配器（Adaptor）進行不同應用服務適配，通過攔截器（interceptor）進行具體的切點注入實現(xiàn)。
圖2 MOF Agent組件圖
MOFAgent注入機制將對應用服務器生命周期中關鍵位置注入切點，為MOF框架初始化、應用的畫像信息和實時監(jiān)控數據信息捕獲提供基礎。MOF Agent注入的不同切點會產生不同的事件，通過事件驅動后續(xù)MOF框架。MOF支持的主要切點如下：
應用服務器入口
應用服務器入口切點，UAV將完成MOF Jar包加載和配置文件初始化；
應用服務器啟動
應用服務器啟動時，切將保證UAV MOF將隨應用服務器啟動完成MOF內部代碼的自啟動和初始化；
應用服務器請求處理和回復
應用服務器請求和回復切點，是UAV對應用實時監(jiān)控數據捕獲的重要切點，監(jiān)控應用服務器，應用，所有的URL的性能指標；
應用初始化
應用初始化切點時，UAV將對應用的Filter進行改寫，支持MOF的Global Filter機制；同時完成對應用畫像信息進行捕獲等；
應用停止
應用停止時切點，UAV將完成MOF相關機制的停止等操作
本文主要目的是讓讀者了解UAV MOF Agent代碼注入機制原理和相關實現(xiàn)。MOF中其它重要框架及其實現(xiàn)原理將會在后續(xù)文章中依次剖析，敬請期待。
宜信技術學院
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