JVMTI开发教程之一个简单的Agent

JVM TI是JDK提供的一套用于开发JVM监控, 问题定位与性能调优工具的通用编程接口（API）。
经过JVMTI，咱们能够开发各式各样的JVMTI Agent。这个Agent的表现形式是一个以c/c++语言编写的动态共享库。

JVMTI Agent原理: Java启动或运行时，动态加载一个外部基于JVM TI编写的dynamic module到Java进程内，而后触发JVM源生线程Attach Listener来执行这个dynamic module的回调函数。在函数体内，你能够获取各类各样的VM级信息，注册感兴趣的VM事件，甚至控制VM的行为。

JVMTI从功能上大体能够分为4类：

1. Heap
获取全部类的信息，对象信息，对象引用关系，Full GC开始/结束，对象回收事件等。

2. 线程与堆栈
获取全部线程的信息，线程组信息，控制线程（start,suspend,resume,interrupt…）, Thread Monitor(Lock)，获得线程堆栈，控制出栈，方法强制返回，方法栈本地变量等。

3. Class & Object & Method & Field 元信息
class信息，符号表，方法表，redefine class（hotswap）, retransform class，object信息，fields信息，method信息等。

4. 工具类
线程cpu消耗，classloader路径修改，系统属性获取等。

开发jvm ti agent，简单的来说，就是开发一个c/c++的共享库。在windows下后缀是dll，Linux/unix下是so，mac下就是dylib。因此咱们建立工程和编译环境的时候，记得以共享库(share library)的形式来构建。

JVMTI的启动方式

JVMTI有两种启动方式，第一种是随java进程启动时，自动载入共享库，下文简称方式A。另外一种方式是，java运行时，经过attach api动态载入，下文简称方式B。

方式A的实现方式是经过在java启动时传递一个特殊的option，例子以下：

java -agentlib:<agent-lib-name>=<options> Sample
注意，这里的共享库路径是环境变量路径，例如 java -agentlib:foo=opt1,opt2，java启动时会从linux的LD_LIBRARY_PATH或windows的PATH环境变量定义的路径处装载foo.so或foo.dll，找不到则抛异常

java -agentpath:<path-to-agent>=<options> Sample
这是以绝对路径的方式装载共享库，例如 java -agentpath:/home/admin/agentlib/foo.so=opt1,opt2

方式B的实现方式是经过attach api，这是一套纯java的api，它负责动态地将dynamic module attach到指定进程id的java进程内并触发回调。例子以下：

import java.io.IOException;
import com.sun.tools.attach.VirtualMachine;

public class VMAttacher {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
	 // args[0]为java进程id
         VirtualMachine virtualMachine = com.sun.tools.attach.VirtualMachine.attach(args[0]);
         // args[1]为共享库路径，args[2]为传递给agent的参数
         virtualMachine.loadAgentPath(args[1], args[2]);
         virtualMachine.detach();
    }

}

Attach API位于$JAVA_HOME/lib/tools.jar，因此在编译时，须要将这个jar放入classpath。例如

javac -cp $JAVA_HOME/lib/tools.jar VMAttacher.java