Java-技术专区-探针技术之instrutment中retransformClasses和redefineClasses

1.前提概要

  jvm的attach的方式上如何从新定义class,里面也提到了最后attach时候会调用咱们自定义的agent class的agentmain方法,在Instrumentation的接口里面实际上自己提供了redfineClasses的方法java

  也就是agentmain的方法只是一个调用入口,仍是须要调用sun自己提供的Instrumentation 的redfineClasses的方法去替换classes jvm

public static void agentmain(String agentArgs, Instrumentation inst) {
  ClassDefinition def1 = new ClassDefinition(Class, classByte);
  inst.redefineClasses(new ClassDefinition[]{def1});
}优化

  在sun.instrument.InstrumentationImpl 中的redefineClasses 仍是调用native redefineClasses0的方法spa

private native void redefineClasses0(long nativeAgent, ClassDefinition[] definitions) throws ClassNotFoundException;
   JNIEXPORT void JNICALL Java_sun_instrument_InstrumentationImpl_redefineClasses0
  (JNIEnv * jnienv, jobject implThis, jlong agent, jobjectArray classDefinitions) {
  redefineClasses(jnienv, (JPLISAgent*)(intptr_t)agent, classDefinitions);
}code

下面是redefineClasses的部分代码orm

void redefineClasses(JNIEnv * jnienv, JPLISAgent * agent, jobjectArray classDefinitions) {
对象

if (!errorOccurred) {
接口

  getDefinitionClassMethodID = (*jnienv)->GetMethodID( jnienv,classDefClass,"getDefinitionClass","()Ljava/lang/Class;");
  ......
}
if (!errorOccurred) {
  getDefinitionClassFileMethodID = (*jnienv)->GetMethodID( jnienv,classDefClass,"getDefinitionClassFile","()[B");
  .....
}
classDefs[i].klass = (*jnienv)->CallObjectMethod(jnienv, classDef, getDefinitionClassMethodID);
...
targetFiles[i] = (*jnienv)->CallObjectMethod(jnienv, classDef, getDefinitionClassFileMethodID);
....
classDefs[i].class_byte_count = (*jnienv)->GetArrayLength(jnienv, targetFiles[i]);
  if (!errorOccurred) {
    jvmtiError errorCode = JVMTI_ERROR_NONE;
    errorCode = (*jvmtienv)->RedefineClasses(jvmtienv, numDefs, classDefs);
    .....
  }
}事件

获取调用传递过来的ClassDefinition 里的class对象和须要修改的字节码,最后调用了JVMTI 的RedefineClasses的方法  内存

JvmtiEnv::RedefineClasses(jint class_count, const jvmtiClassDefinition* class_definitions) {
  //TODO: add locking
  VM_RedefineClasses op(class_count, class_definitions, jvmti_class_load_kind_redefine);
  VMThread::execute(&op);
  return (op.check_error());
}

/* end RedefineClasses */

  后是交给VM Thread去执行的,为何要交给VM Thread,修改Class内容须要进入Safepoint的点的是stop-world的操做,而VM Thread的操做都会进入Safepoint的点

RedefineClasses 分为3部分,参考jvmtiRedefineClasses.cpp

  第一是doit_prologue 这个被在JavaThread里调用主要是解析和校验传递过来的bytecode生成scrash_class

  • 挨个遍历要批量重定义的 jvmtiClassDefinition
  • 而后读取新的字节码,若是有关注ClassFileLoadHook事件的,还会走对应的transform来对新的字节码再作修改
  • 字节码解析好,建立一个klassOop对象

 对比新老类,并要求以下:

  • 父类是同一个
  • 实现的接口数也要相同,而且是相同的接口
  • 类访问符必须一致
  • 字段数和字段名要一致
  • 新增的方法必须是private static/final的
  • 能够删除修改方法
  • 对新类作字节码校验

  第二是doit() 这是在VMThread里执行的主要是替换原来的class里的内容合并常量

  • 清除原来类上的断点
  • 清除原来类上的JIT优化
  • 将老的jmethodId更新到新类的jmethodid上
  • 将新类的常量池的hodler指向老的类
  • 将新类和老类的一些属性作交换,好比常量池,methods,内部类
  • 初始化新的vtable和itable
  • 交换annotation的method、field、parameter
  • 遍历全部当前类的子类,修改他们的vtable及itable

  第三是doit_epilogue() 

  主要是释放前面的步骤内存

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