Arthas dump导出加载类

系列

开篇

  • Arthas提供dump命令来导出已加载类的 byte code 到特定目录,可以考虑用来排查线上代码是否是最新的,这个命令的原理和Arthas的jad命令基本一致的,唯一的差别就是dump会到导出原始字节码,jad命令返回反编译的字节码。

  • dump命令的关键点在于Instrumentation的addTransformer方法,通过指定ClassFileTransformer来导出指定类的字节码。


Instrumentation

public interface Instrumentation {
    //添加一个ClassFileTransformer
    //之后类加载时都会经过这个ClassFileTransformer转换
    void addTransformer(ClassFileTransformer transformer, boolean canRetransform);

    void addTransformer(ClassFileTransformer transformer);
    //移除ClassFileTransformer
    boolean removeTransformer(ClassFileTransformer transformer);

    boolean isRetransformClassesSupported();
    //将一些已经加载过的类重新拿出来经过注册好的ClassFileTransformer转换
    //retransformation可以修改方法体,但是不能变更方法签名、增加和删除方法/类的成员属性
    void retransformClasses(Class<?>... classes) throws UnmodifiableClassException;

    boolean isRedefineClassesSupported();

    //重新定义某个类
    void redefineClasses(ClassDefinition... definitions)
        throws  ClassNotFoundException, UnmodifiableClassException;

    boolean isModifiableClass(Class<?> theClass);

    @SuppressWarnings("rawtypes")
    Class[] getAllLoadedClasses();

    @SuppressWarnings("rawtypes")
    Class[] getInitiatedClasses(ClassLoader loader);

    long getObjectSize(Object objectToSize);

    void appendToBootstrapClassLoaderSearch(JarFile jarfile);

    void appendToSystemClassLoaderSearch(JarFile jarfile);

    boolean isNativeMethodPrefixSupported();

    void setNativeMethodPrefix(ClassFileTransformer transformer, String prefix);
}
  • Instrumention支持的功能都在java.lang.instrument.Instrumentation接口中体现。
  • 我们通过addTransformer方法注册了一个ClassFileTransformer,后面类加载的时候都会经过这个Transformer处理。对于已加载过的类,可以调用retransformClasses来重新触发这个Transformer的转换
  • ClassFileTransformer可以判断是否需要修改类定义并根据自己的代码规则修改类定义然后返回给JVM。利用这个Transformer类,我们可以很好的实现虚拟机层面的AOP。

dump流程分析

public class DumpClassCommand extends AnnotatedCommand {

    public void process(CommandProcess process) {
        RowAffect effect = new RowAffect();
        try {
            Instrumentation inst = process.session().getInstrumentation();
            // 查找待导出的类
            Set<Class<?>> matchedClasses = SearchUtils.searchClass(inst, classPattern, isRegEx, code);
            if (matchedClasses == null || matchedClasses.isEmpty()) {
                status = processNoMatch(process);
            } else if (matchedClasses.size() > limit) {
                status = processMatches(process, matchedClasses);
            } else {
                // 执行类的导出
                status = processMatch(process, effect, inst, matchedClasses);
            }
            process.appendResult(new RowAffectModel(effect));
            CommandUtils.end(process, status);
        } catch (Throwable e){
        }
    }


    private ExitStatus processMatch(CommandProcess process, RowAffect effect, Instrumentation inst, Set<Class<?>> matchedClasses) {
        try {
            // 执行dump操作
            Map<Class<?>, File> classFiles = dump(inst, matchedClasses);
            // 处理dump后的结果
            List<DumpClassVO> dumpedClasses = new ArrayList<DumpClassVO>(classFiles.size());
            for (Map.Entry<Class<?>, File> entry : classFiles.entrySet()) {
                Class<?> clazz = entry.getKey();
                File file = entry.getValue();
                DumpClassVO dumpClassVO = new DumpClassVO();
                dumpClassVO.setLocation(file.getCanonicalPath());
                ClassUtils.fillSimpleClassVO(clazz, dumpClassVO);
                dumpedClasses.add(dumpClassVO);
            }
            process.appendResult(new DumpClassModel().setDumpedClasses(dumpedClasses));

            effect.rCnt(classFiles.keySet().size());
            return ExitStatus.success();
        } catch (Throwable t) {
        }
    }

    
    private Map<Class<?>, File> dump(Instrumentation inst, Set<Class<?>> classes) throws UnmodifiableClassException {
        // 通过ClassDumpTransformer
        ClassDumpTransformer transformer = null;
        if (directory != null) {
            transformer = new ClassDumpTransformer(classes, new File(directory));
        } else {
            transformer = new ClassDumpTransformer(classes);
        }
        // 执行类的导出
        InstrumentationUtils.retransformClasses(inst, transformer, classes);
        return transformer.getDumpResult();
    }
}
  • dump的核心流程在于查找对应的class类并执行dump动作。
  • dump内部是通过Instrument来进行触发ClassDumpTransformer动作,内部执行字节码的保存。


class ClassDumpTransformer implements ClassFileTransformer {

    private Set<Class<?>> classesToEnhance;
    private Map<Class<?>, File> dumpResult;
    private File arthasLogHome;

    private File directory;

    public ClassDumpTransformer(Set<Class<?>> classesToEnhance) {
        this(classesToEnhance, null);
    }

    public ClassDumpTransformer(Set<Class<?>> classesToEnhance, File directory) {
        this.classesToEnhance = classesToEnhance;
        this.dumpResult = new HashMap<Class<?>, File>();
        this.arthasLogHome = new File(LogUtil.loggingDir());
        this.directory = directory;
    }

    @Override
    public byte[] transform(ClassLoader loader, String className, Class<?> classBeingRedefined,
                            ProtectionDomain protectionDomain, byte[] classfileBuffer)
            throws IllegalClassFormatException {
        // 如果是待导出的类执行dumpClassIfNecessary操作
        if (classesToEnhance.contains(classBeingRedefined)) {
            dumpClassIfNecessary(classBeingRedefined, classfileBuffer);
        }
        return null;
    }


    private void dumpClassIfNecessary(Class<?> clazz, byte[] data) {
        String className = clazz.getName();
        ClassLoader classLoader = clazz.getClassLoader();
        String classDumpDir = "classdump";

        // 创建类所在的包路径
        File dumpDir = null;
        if (directory != null) {
            dumpDir = directory;
        } else {
            dumpDir = new File(arthasLogHome, classDumpDir);
        }

        String fileName;
        if (classLoader != null) {
            fileName = classLoader.getClass().getName() + "-" + Integer.toHexString(classLoader.hashCode()) +
                    File.separator + className.replace(".", File.separator) + ".class";
        } else {
            fileName = className.replace(".", File.separator) + ".class";
        }

        File dumpClassFile = new File(dumpDir, fileName);

        // 将类字节码写入文件
        try {
            FileUtils.writeByteArrayToFile(dumpClassFile, data);
            dumpResult.put(clazz, dumpClassFile);
        } catch (IOException e) {
        }
    }
}
  • ClassDumpTransformer的重写了transform方法,内部执行dumpClassIfNecessary保存字节码。


public class InstrumentationUtils {

    public static void retransformClasses(Instrumentation inst, ClassFileTransformer transformer,
            Set<Class<?>> classes) {
        try {
            inst.addTransformer(transformer, true);

            for (Class<?> clazz : classes) {
                if (ClassUtils.isLambdaClass(clazz)) {
                    logger.info(
                            "ignore lambda class: {}, because jdk do not support retransform lambda class: https://github.com/alibaba/arthas/issues/1512.",
                            clazz.getName());
                    continue;
                }
                try {
                    // 执行retransformClasses动作触发类
                    inst.retransformClasses(clazz);
                } catch (Throwable e) {
                    String errorMsg = "retransformClasses class error, name: " + clazz.getName();
                    logger.error(errorMsg, e);
                }
            }
        } finally {
            inst.removeTransformer(transformer);
        }
    }

    public static void trigerRetransformClasses(Instrumentation inst, Collection<String> classes) {
        for (Class<?> clazz : inst.getAllLoadedClasses()) {
            if (classes.contains(clazz.getName())) {
                try {
                    inst.retransformClasses(clazz);
                } catch (Throwable e) {
                    String errorMsg = "retransformClasses class error, name: " + clazz.getName();
                    logger.error(errorMsg, e);
                }
            }
        }
    }
}
  • retransformClasses先通过addTransformer来添加ClassDumpTransformer对象。
  • retransformClasses再通过retransformClasses来触发指定类的重新加载,重新加载过程中会触发ClassDumpTransformer的逻辑来实现字节码dump过程。
  • retransformClasses最后通过removeTransformer移除ClassDumpTransformer对象。
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 159,835评论 4 364
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 67,598评论 1 295
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 109,569评论 0 244
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 44,159评论 0 213
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 52,533评论 3 287
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 40,710评论 1 222
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 31,923评论 2 313
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 30,674评论 0 203
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 34,421评论 1 246
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 30,622评论 2 245
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 32,115评论 1 260
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 28,428评论 2 254
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 33,114评论 3 238
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 26,097评论 0 8
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 26,875评论 0 197
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 35,753评论 2 276
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 35,649评论 2 271

推荐阅读更多精彩内容