Java应用监控的原理 _Java

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监控的基本流程

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基本流程
采集数据的方式

有代码侵入（比如：Cat）；
无代码侵入（比如：Skywalking、Pinpoint等）；

怎么做到无代码侵入？【Java应用监控的原理】JVMTI（JAVA Virtual machine Tool Interface）是一套由 Java 虚拟机提供的，为 JVM 相关的工具提供的本地编程接口集合。JVMTI 是从 Java SE 5 开始引入，整合和取代了以前使用的 Java Virtual Machine Profiler Interface (JVMPI) 和 the Java Virtual Machine Debug Interface (JVMDI)，而在 Java SE 6 中，JVMPI 和 JVMDI 已经消失了。JVMTI 提供了一套”代理”程序机制，可以支持第三方工具程序以代理的方式连接和访问 JVM，并利用 JVMTI 提供的丰富的编程接口，完成很多跟 JVM 相关的功能。事实上，java.lang.instrument 包的实现，也就是基于这种机制的：在 Instrumentation 的实现当中，存在一个 JVMTI 的代理程序，通过调用 JVMTI 当中 Java 类相关的函数来完成 Java 类的动态操作。除开 Instrumentation 功能外，JVMTI 还在虚拟机内存管理，线程控制，方法和变量操作等等方面提供了大量有价值的函数。
使用 JVMTI 我们能做两件事：

在虚拟机启动时，即在main方法之前可以做一些事情（通过 Java agent）；
在虚拟机启动之后，即在main方法之后可以做一些事情（通过 Attach API）；

Java agent的作用（探针）javaagent是一个命令，用来监测和协助运行在 JVM 上的程序，甚至能够替换和修改某些类的定义。有了这样的功能，开发者就可以实现更为灵活的运行时虚拟机监控和 Java 类操作了，这样的特性实际上提供了一种虚拟机级别支持的 AOP 实现方式，使得开发者无需对 JDK 做任何升级和改动，就可以实现某些 AOP 的功能了。
Java agent的使用

通过 java.lang.instrument.Instrumentation 来实现。

1.编写premain函数
public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst); [1]public static void premain(String agentArgs); [2]其中，[1] 的优先级比 [2] 高，将会被优先执行（[1] 和 [2] 同时存在时，[2] 被忽略）。
在这个 premain 函数中，开发者可以进行对类的各种操作。
agentArgs 是 premain 函数得到的程序参数，随同 “– javaagent”一起传入。与 main 函数不同的是，这个参数是一个字符串而不是一个字符串数组，如果程序参数有多个，程序将自行解析这个字符串。
Inst 是一个 java.lang.instrument.Instrumentation 的实例，由 JVM 自动传入。java.lang.instrument.Instrumentation 是 instrument 包中定义的一个接口，也是这个包的核心部分，集中了其中几乎所有的功能方法，例如类定义的转换和操作等等。
2.jar文件打包
将这个 Java 类打包成一个 jar 文件，并在其中的 manifest 属性当中加入” Premain-Class”来指定步骤 1 当中编写的那个带有 premain 的 Java 类。（可能还需要指定其他属性以开启更多功能），如下：
META_INF/MANIFEST.MF文件内容：
Manifest-Version: 1.0 Premain-Class: Premain3.运行
用如下方式运行带有 Instrumentation 的 Java 程序：

java -javaagent:jar 文件的位置 [= 传入 premain 的参数 ]

虚拟机启动后的动态instrument

通过 java.lang.instrument.Instrumentation 和Attach API来实现，Attach API在com.sun.tools.attach包里。

1.编写agentmain函数
public static void agentmain (String agentArgs, Instrumentation inst); [1] public static void agentmain (String agentArgs); [2]同样，[1] 的优先级比 [2] 高，将会被优先执行。
2.打包
在.MF文件中增加Agent-Class属性