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我想从正在运行的 JVM 本身中动态构建调用图，从任意方法调用或使用新线程开始，这更容易。（这个软件将成为负载测试另一个使用调用图的软件的测试夹具）

我知道有一些 SPI 接口，但看起来您需要使用它们运行 -javaagent 标志。我想直接在虚拟机本身中访问它。

理想情况下，我想为每个方法调用的进入和退出、该方法调用的参数以及该方法中的时间获取回调。显然在一个线程内。

我知道 AOP 可能可以做到这一点，但我只是想知道 JDK 中是否有工具可以让我捕捉到这一点。

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JVM 没有提供这样的 API——即使对于以-javaagent. JVM TI 是为使用该选项启动的本机代理-agent或调试器提供的本机接口。Java 代理可能使用Instrumentation API，它提供类检测的低级特性，但没有直接的分析能力。

有两种类型的分析实现，通过采样和通过检测。

采样通过定期记录堆栈跟踪（样本）来工作。这不会跟踪每个方法调用，但仍会检测热点，因为它们在记录的堆栈跟踪中多次出现。优点是它不需要代理，也不需要特殊的 API，并且您可以控制探查器的开销。您可以通过ThreadMXBean实现它，它允许您获取所有正在运行的线程的堆栈跟踪。事实上，即使 aThread.getAllStackTraces()会ThreadMXBean提供更多关于线程的详细信息。

所以主要任务是为堆栈跟踪中找到的方法实现一个有效的存储结构，即将相同方法的出现折叠成单个调用树项。

这是一个在自己的 JVM 上工作的非常简单的采样器的示例：

import java.lang.Thread.State;
import java.lang.management.ManagementFactory;
import java.lang.management.ThreadInfo;
import java.lang.management.ThreadMXBean;
import java.util.*;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Sampler {
  private static final ThreadMXBean TMX=ManagementFactory.getThreadMXBean();
  private static String CLASS, METHOD;
  private static CallTree ROOT;
  private static ScheduledExecutorService EXECUTOR;

  public static synchronized void startSampling(String className, String method) {
    if(EXECUTOR!=null) throw new IllegalStateException("sampling in progress");
    System.out.println("sampling started");
    CLASS=className;
    METHOD=method;
    EXECUTOR = Executors.newScheduledThreadPool(1);
    // "fixed delay" reduces overhead, "fixed rate" raises precision
    EXECUTOR.scheduleWithFixedDelay(new Runnable() {
      public void run() {
        newSample();
      }
    }, 150, 75, TimeUnit.MILLISECONDS);
  }
  public static synchronized CallTree stopSampling() throws InterruptedException {
    if(EXECUTOR==null) throw new IllegalStateException("no sampling in progress");
    EXECUTOR.shutdown();
    EXECUTOR.awaitTermination(Long.MAX_VALUE, TimeUnit.DAYS);
    EXECUTOR=null;
    final CallTree root = ROOT;
    ROOT=null;
    return root;
  }
  public static void printCallTree(CallTree t) {
    if(t==null) System.out.println("method not seen");
    else printCallTree(t, 0, 100);
  }
  private static void printCallTree(CallTree t, int ind, long percent) {
    long num=0;
    for(CallTree ch:t.values()) num+=ch.count;
    if(num==0) return;
    for(Map.Entry<List<String>,CallTree> ch:t.entrySet()) {
      CallTree cht=ch.getValue();
      StringBuilder sb = new StringBuilder();
      for(int p=0; p<ind; p++) sb.append(' ');
      final long chPercent = cht.count*percent/num;
      sb.append(chPercent).append("% (").append(cht.cpu*percent/num)
        .append("% cpu) ").append(ch.getKey()).append(" ");
      System.out.println(sb.toString());
      printCallTree(cht, ind+2, chPercent);
    }
  }
  static class CallTree extends HashMap<List<String>, CallTree> {
    long count=1, cpu;
    CallTree(boolean cpu) { if(cpu) this.cpu++; }
    CallTree getOrAdd(String cl, String m, boolean cpu) {
      List<String> key=Arrays.asList(cl, m);
      CallTree t=get(key);
      if(t!=null) { t.count++; if(cpu) t.cpu++; }
      else put(key, t=new CallTree(cpu));
      return t;
    }
  }
  static void newSample() {
    for(ThreadInfo ti:TMX.dumpAllThreads(false, false)) {
      final boolean cpu = ti.getThreadState()==State.RUNNABLE;
      StackTraceElement[] stack=ti.getStackTrace();
      for(int ix = stack.length-1; ix>=0; ix--) {
        StackTraceElement ste = stack[ix];
        if(!ste.getClassName().equals(CLASS)||!ste.getMethodName().equals(METHOD))
          continue;
        CallTree t=ROOT;
        if(t==null) ROOT=t=new CallTree(cpu);
        for(ix--; ix>=0; ix--) {
          ste = stack[ix];
          t=t.getOrAdd(ste.getClassName(), ste.getMethodName(), cpu);
        }
      }
    }
  }
}

探查器在不通过调试 API 的情况下寻找每个方法调用，使用工具将通知代码添加到他们感兴趣的每个方法中。优点是它们永远不会错过方法调用，但另一方面它们会增加执行的显着开销这可能会影响搜索热点时的结果。而且实现起来要复杂得多。我无法为您提供此类字节码转换的代码示例。

Instrumentation API 仅提供给 Java 代理，但如果您想进入 Instrumentation 方向，这里有一个程序演示如何连接到它自己的 JVM 并将其自身加载为 Java 代理：

import java.io.*;
import java.lang.instrument.Instrumentation;
import java.lang.management.ManagementFactory;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.charset.Charset;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.UUID;
import java.util.zip.ZipEntry;
import java.util.zip.ZipOutputStream;

// this API comes from the tools.jar of your JDK
import com.sun.tools.attach.*;

public class SelfAttacher {

  public static Instrumentation BACK_LINK;

  public static void main(String[] args) throws Exception {
 // create a special property to verify our JVM connection
    String magic=UUID.randomUUID().toString()+'/'+System.nanoTime();
    System.setProperty("magic", magic);
 // the easiest way uses the non-standardized runtime name string
    String name=ManagementFactory.getRuntimeMXBean().getName();
    int ix=name.indexOf('@');
    if(ix>=0) name=name.substring(0, ix);
    VirtualMachine vm;
    getVM: {
      try {
      vm = VirtualMachine.attach(name);
      if(magic.equals(vm.getSystemProperties().getProperty("magic")))
        break getVM;
      } catch(Exception ex){}
 //   if the easy way failed, try iterating over all local JVMs
      for(VirtualMachineDescriptor vd:VirtualMachine.list()) try {
        vm=VirtualMachine.attach(vd);
        if(magic.equals(vm.getSystemProperties().getProperty("magic")))
          break getVM;
        vm.detach();
      } catch(Exception ex){}
 //   could not find our own JVM or could not attach to it
      return;
    }
    System.out.println("attached to: "+vm.id()+'/'+vm.provider().type());
    vm.loadAgent(createJar().getAbsolutePath());
    synchronized(SelfAttacher.class) {
      while(BACK_LINK==null) SelfAttacher.class.wait();
    }
    System.out.println("Now I have hands on instrumentation: "+BACK_LINK);
    System.out.println(BACK_LINK.isModifiableClass(SelfAttacher.class));
    vm.detach();
  }
 // create a JAR file for the agent; since our class is already in class path
 // our jar consisting of a MANIFEST declaring our class as agent only
  private static File createJar() throws IOException {
    File f=File.createTempFile("agent", ".jar");
    f.deleteOnExit();
    Charset cs=StandardCharsets.ISO_8859_1;
    try(FileOutputStream fos=new FileOutputStream(f);
        ZipOutputStream os=new ZipOutputStream(fos)) {
      os.putNextEntry(new ZipEntry("META-INF/MANIFEST.MF"));
      ByteBuffer bb = cs.encode("Agent-Class: "+SelfAttacher.class.getName());
      os.write(bb.array(), bb.arrayOffset()+bb.position(), bb.remaining());
      os.write(10);
      os.closeEntry();
    }
    return f;
  }
 // invoked when the agent is loaded into the JVM, pass inst back to the caller
  public static void agentmain(String agentArgs, Instrumentation inst) {
    synchronized(SelfAttacher.class) {
      BACK_LINK=inst;
      SelfAttacher.class.notifyAll();
    }
  }
}
于 2013-11-11T17:19:53.217 回答
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您可以修改每个方法的字节码，添加例程以记录方法的进入/退出事件。Javassist 会帮助你http://www.csg.ci.iu-tokyo.ac.jp/~chiba/javassist/

还可以查看一个不错的教程：https ://today.java.net/pub/a/today/2008/04/24/add-logging-at-class-load-time-with-instrumentation.html

于 2013-11-17T18:24:26.590 回答