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java代理模式_Java代理

發(fā)布時(shí)間：2023/12/3 java 31 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 java代理模式_Java代理小編覺得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.

java代理模式

本文是我們名為“ 高級(jí)Java ”的學(xué)院課程的一部分。

本課程旨在幫助您最有效地使用Java。它討論了高級(jí)主題，包括對(duì)象創(chuàng)建，并發(fā)，序列化，反射等。它將指導(dǎo)您完成Java掌握的旅程！在這里查看！

1.簡(jiǎn)介

在本教程的最后一部分中，我們將討論Java代理，這對(duì)于在那里的常規(guī)Java開發(fā)人員是一個(gè)真正的魔咒。通過執(zhí)行字節(jié)碼的直接修改，Java代理能夠“侵入”運(yùn)行時(shí)在JVM上運(yùn)行的Java應(yīng)用程序的執(zhí)行。 Java代理的功能和危險(xiǎn)一樣強(qiáng)大：它們幾乎可以執(zhí)行所有操作，但是如果出現(xiàn)問題，它們很容易使JVM崩潰。

這部分的目的是通過解釋Java代理如何工作，如何運(yùn)行它們以及展示一些簡(jiǎn)單的示例來揭開Java代理的神秘面紗，Java代理顯然具有優(yōu)勢(shì)。

2. Java代理基礎(chǔ)

本質(zhì)上，Java代理是遵循一組嚴(yán)格約定的常規(guī)Java類。代理類必須實(shí)現(xiàn)一個(gè)public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst)方法，該方法成為代理的入口點(diǎn)（類似于常規(guī)Java應(yīng)用程序的main方法）。

初始化Java虛擬機(jī)（JVM）后，將按照在JVM啟動(dòng)時(shí)指定代理的順序調(diào)用每個(gè)代理的每個(gè)此類premain(String agentArgs, Instrumentation inst)方法。完成此初始化步驟后，將調(diào)用真實(shí)的Java應(yīng)用程序main方法。

但是，如果該類未實(shí)現(xiàn)public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst)方法，則JVM將嘗試查找并調(diào)用另一個(gè)重載版本的public static void premain(String agentArgs) 。請(qǐng)注意，每個(gè)premain方法必須返回才能啟動(dòng)階段。

最后但并非最不重要的一點(diǎn)是，Java代理類還可以具有在JVM啟動(dòng)后啟動(dòng)代理時(shí)使用的public static void agentmain(String agentArgs, Instrumentation inst)或public static void agentmain(String agentArgs)方法。

乍看之下看起來很簡(jiǎn)單，但Java代理實(shí)現(xiàn)還應(yīng)提供其他一些內(nèi)容作為其包裝的一部分：清單。清單文件通常位于META-INF文件夾中，名為MANIFEST.MF ，包含與包分發(fā)有關(guān)的各種元數(shù)據(jù)。

我們?cè)诒窘坛讨胁⑽从懻撉鍐?#xff0c;因?yàn)榇蠖鄶?shù)時(shí)候它們都不是必需的，但是Java代理不是這種情況。為打包為Java歸檔（或簡(jiǎn)稱JAR）文件的Java代理定義了以下屬性：

清單屬性	描述
初級(jí)班	在JVM啟動(dòng)時(shí)指定了代理時(shí)，此屬性定義Java代理類：包含premain方法的類。在JVM啟動(dòng)時(shí)指定代理時(shí)，此屬性是必需的。如果該屬性不存在，JVM將中止。
代理級(jí)	如果實(shí)現(xiàn)支持在JVM啟動(dòng)后的某個(gè)時(shí)間啟動(dòng)Java代理的機(jī)制，則此屬性指定代理類：包含agentmain方法的類。此屬性是必需的，如果不存在該代理，則不會(huì)啟動(dòng)代理。
引導(dǎo)類路徑	引導(dǎo)類加載器要搜索的路徑列表。路徑代表目錄或庫。
可以重新定義類	true或false值，不區(qū)分大小寫，并且定義是否具有重新定義此代理所需的類的能力。此屬性是可選的，默認(rèn)值為false 。
可以重新轉(zhuǎn)換類	true或false值，不區(qū)分大小寫，并且定義是否具有重新轉(zhuǎn)換此代理所需的類的能力。此屬性是可選的，默認(rèn)值為false 。
可以設(shè)置本機(jī)方法前綴	true或false值，不區(qū)分大小寫，并且定義是否可以設(shè)置此代理所需的本機(jī)方法前綴。此屬性是可選的，默認(rèn)值為false 。

有關(guān)更多詳細(xì)信息，請(qǐng)隨時(shí)查閱專用于Java代理和工具的官方文檔。

3. Java代理和規(guī)范

Java代理的檢測(cè)功能確實(shí)是無限的。最引人注意的包括但不限于：

能夠在運(yùn)行時(shí)重新定義類。重新定義可能會(huì)更改方法主體，常量池和屬性。重新定義不得添加，刪除或重命名字段或方法，更改方法的簽名或更改繼承。
能夠在運(yùn)行時(shí)重新轉(zhuǎn)換類。重新轉(zhuǎn)換可能會(huì)更改方法主體，常量池和屬性。重新轉(zhuǎn)換不得添加，刪除或重命名字段或方法，更改方法的簽名或更改繼承。
通過允許重命名使用前綴來修改本機(jī)方法解析的失敗處理的能力。

請(qǐng)注意，在應(yīng)用轉(zhuǎn)換或重新定義后，不會(huì)檢查，驗(yàn)證和安裝重新轉(zhuǎn)換或重新定義的類字節(jié)碼。如果生成的字節(jié)碼錯(cuò)誤或不正確，則將引發(fā)異常，這可能會(huì)使JVM完全崩潰。

4.編寫您的第一個(gè)Java代理

在本節(jié)中，我們將通過實(shí)現(xiàn)我們自己的類轉(zhuǎn)換器來編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的Java代理。話雖如此，使用Java代理的唯一缺點(diǎn)是，為了完成或多或少的有用轉(zhuǎn)換，需要直接字節(jié)碼操作技能。而且，不幸的是，Java標(biāo)準(zhǔn)庫沒有提供任何API（至少是有文檔的API）來使這些字節(jié)碼操作成為可能。

為了填補(bǔ)這一空白，富有創(chuàng)造力的Java社區(qū)提出了一些優(yōu)秀的，非常成熟的庫，例如Javassist和ASM ，僅舉幾例。在這兩種方法中，Javassist使用起來更簡(jiǎn)單，這就是為什么它成為我們將要用作字節(jié)碼操作解決方案的原因。到目前為止，這是我們第一次無法在Java標(biāo)準(zhǔn)庫中找到合適的API，除了使用社區(qū)提供的API之外別無選擇。

我們將要處理的示例相當(dāng)簡(jiǎn)單，但它取自于實(shí)際的用例。假設(shè)我們要捕獲Java應(yīng)用程序打開的每個(gè)HTTP連接的URL。有很多方法可以通過直接修改Java源代碼來做到這一點(diǎn)，但讓我們假設(shè)由于許可證策略或其他原因?qū)е略创a不可用。打開HTTP連接的類的典型示例如下所示：

public class SampleClass {public static void main( String[] args ) throws IOException {fetch("http://www.google.com");fetch("http://www.yahoo.com");}private static void fetch(final String address) throws MalformedURLException, IOException {final URL url = new URL(address); final URLConnection connection = url.openConnection();try( final BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader( connection.getInputStream() ) ) ) {String inputLine = null;final StringBuffer sb = new StringBuffer();while ( ( inputLine = in.readLine() ) != null) {sb.append(inputLine);} System.out.println("Content size: " + sb.length());}} }

Java代理非常適合解決此類挑戰(zhàn)。我們只需要定義一個(gè)轉(zhuǎn)換器，即可通過注入代碼以將輸出生成到控制臺(tái)來稍微修改sun.net.www.protocol.http.HttpURLConnection構(gòu)造函數(shù)。聽起來很嚇人，但是使用ClassFileTransformer和Javassist非常簡(jiǎn)單。讓我們看一下這樣的轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)：

public class SimpleClassTransformer implements ClassFileTransformer {@Overridepublic byte[] transform( final ClassLoader loader, final String className,final Class<?> classBeingRedefined, final ProtectionDomain protectionDomain,final byte[] classfileBuffer ) throws IllegalClassFormatException {if (className.endsWith("sun/net/www/protocol/http/HttpURLConnection")) {try {final ClassPool classPool = ClassPool.getDefault();final CtClass clazz = classPool.get("sun.net.www.protocol.http.HttpURLConnection");for (final CtConstructor constructor: clazz.getConstructors()) {constructor.insertAfter("System.out.println(this.getURL());");}byte[] byteCode = clazz.toBytecode();clazz.detach();return byteCode;} catch (final NotFoundException | CannotCompileException | IOException ex) {ex.printStackTrace();}}return null;} }

ClassPool和所有CtXxx類（ CtClass ， CtConstructor ）都來自Javassist庫。我們所做的轉(zhuǎn)換是非常幼稚的，但此處僅用于演示目的。首先，由于我們僅對(duì)HTTP通信感興趣，因此sun.net.www.protocol.http.HttpURLConnection是來自標(biāo)準(zhǔn)Java庫的類。

請(qǐng)注意，而不是“。” 分隔符， className帶有“ /”。其次，我們尋找HttpURLConnection類，并通過注入System.out.println(this.getURL());修改其所有構(gòu)造函數(shù)System.out.println(this.getURL()); 最后的聲明。最后，我們返回了該類轉(zhuǎn)換后的版本的新字節(jié)碼，因此它將由JVM使用，而不是原始版本。

這樣，Java代理的premain方法的作用就是將SimpleClassTransformer類的實(shí)例SimpleClassTransformer到檢測(cè)上下文中：

public class SimpleAgent {public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst) {final SimpleClassTransformer transformer = new SimpleClassTransformer();inst.addTransformer(transformer);} }

而已。看起來很容易，同時(shí)又有些令人恐懼。為了完成Java代理，我們必須提供適當(dāng)?shù)?strong>MANIFEST.MF，以便JVM能夠選擇正確的類。這是必需屬性的相應(yīng)最小集合（有關(guān)更多詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱Java Agent Basics部分）：

Manifest-Version: 1.0 Premain-Class: com.javacodegeeks.advanced.agent.SimpleAgent

這樣一來，首先的Java代理就準(zhǔn)備好進(jìn)行一場(chǎng)真正的戰(zhàn)斗。在本教程的下一部分中，我們將介紹一種與Java應(yīng)用程序一起運(yùn)行Java代理的方法。

5.運(yùn)行Java代理

從命令行運(yùn)行時(shí)，可以使用具有以下語義的-javaagent參數(shù)將Java代理傳遞到JVM實(shí)例：

-javaagent:<path-to-jar>[=options]

其中<path-to-jar>是查找Java代理JAR歸檔文件的路徑，而options包含可以通過agentArgs參數(shù)更準(zhǔn)確地傳遞給Java代理的其他選項(xiàng)。例如，從編寫您的第一個(gè)Java代理（使用Java 7版本）部分運(yùn)行我們的Java代理的命令行如下所示（假定代理JAR文件位于當(dāng)前文件夾中）：

java -javaagent:advanced-java-part-15-java7.agents-0.0.1-SNAPSHOT.jar

與advanced-java-part-15-java7.agents-0.0.1-SNAPSHOT.jar Java代理一起運(yùn)行SampleClass類時(shí)，該應(yīng)用程序?qū)⒃诳刂婆_(tái)上打印所有URL（ Google和Yahoo! ）。嘗試使用HTTP協(xié)議進(jìn)行訪問（其次是Google和Yahoo!搜索主頁的內(nèi)容大小）：

http://www.google.com Content size: 20349 http://www.yahoo.com Content size: 1387

在未指定Java代理的情況下運(yùn)行相同的SampleClass類將僅在控制臺(tái)上輸出內(nèi)容大小，而不輸出URL（請(qǐng)注意，內(nèi)容大小可能會(huì)有所不同）：

Content size: 20349 Content size: 1387

JVM使運(yùn)行Java代理變得簡(jiǎn)單。但是，請(qǐng)注意，任何錯(cuò)誤或不正確的字節(jié)碼生成都可能使JVM崩潰，并可能丟失此時(shí)您的應(yīng)用程序可能保存的重要數(shù)據(jù)。

6.接下來

到最后，高級(jí)Java教程也結(jié)束了。希望您發(fā)現(xiàn)它是有用，實(shí)用和有趣的。有許多主題尚未涵蓋，但是非常歡迎您繼續(xù)深入探討Java語言，平臺(tái)，生態(tài)系統(tǒng)和不可思議的社區(qū)的奇妙世界。祝好運(yùn)！

7.下載源代碼

您可以在此處下載本課程的源代碼： advanced-java-part-15

翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2015/09/java-agents.html