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Arthas之類操作

2022-03-31 06:21:00 後端開發

Arthas之類操作

1. classLoader

查詢當前JVM中存在的classloader

classloader

 name                                       numberOfInstances  loadedCountTotal
 BootstrapClassLoader                       1                  2340
 com.taobao.arthas.agent.ArthasClassloader  1                  1345
 sun.misc.Launcher$AppClassLoader           1                  145
 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader           1                  52
 sun.reflect.DelegatingClassLoader          17                 17
 com.system.framework.CoutomerClassLoader   2                  2
// author:herbert qq:464884492 date:20220330

查詢當前JVM中存在的classloader,注意我們自定義實作的 com.system.framework.CoutomerClassLoader

classloader -l 

 name                                                loadedCount  hash      parent
 BootstrapClassLoader                                2340         null      null
 com.system.framework.CoutomerClassLoader@6a6824be   1            6a6824be  sun.misc.Launcher$AppClassLoader@7cd84586
 com.system.framework.CoutomerClassLoader@4aa8f0b4   1            4aa8f0b4  sun.misc.Launcher$AppClassLoader@7cd84586
 com.taobao.arthas.agent.ArthasClassloader@5cd3ae63  1345         5cd3ae63  sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@7e6cbb7a
 sun.misc.Launcher$AppClassLoader@7cd84586           145          7cd84586  sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@7e6cbb7a
 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@7e6cbb7a           52           7e6cbb7a  null
// author:herbert qq:464884492 date:20220330

查詢當前JVM中classloder之間繼承關系,注意我們自定義實作的 com.system.framework.CoutomerClassLoader

classloader -t 

+-BootstrapClassLoader
+-sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@7e6cbb7a
  +-com.taobao.arthas.agent.ArthasClassloader@5cd3ae63
  +-sun.misc.Launcher$AppClassLoader@7cd84586
    +-com.system.framework.CoutomerClassLoader@6a6824be
    +-com.system.framework.CoutomerClassLoader@4aa8f0b4

查詢指定的classLoader加載了哪些資源

classloader -c 7e6cbb7a 
classloader --classLoaderClass sun.misc.Launcher$ExtClassLoade

file:/C:/Program%20Files/Java/jre1.8.0_221/lib/ext/access-bridge-64.jar
file:/C:/Program%20Files/Java/jre1.8.0_221/lib/ext/cldrdata.jar
...

查詢具體資源路徑

classloader -c 7cd84586 -r com/system/framework/FrameworkApplicationTests.class 

file:/D:/projects/javaprj/framework/target/test-classes/com/system/framework/FrameworkApplicationTests.class

查詢指定classloader已經加載的類

classloader -c 4aa8f0b4 -a 

hash:1252585652, com.system.framework.CoutomerClassLoader@4aa8f0b4
 com.system.framework.EncryptClass

2. Class從哪里加載

通過命令sc查找，重點關注 code-source class-loade classLoaderHash

查找當前環境中加載類中包含EncryptClass的類,code-source為空，表示該class是運行時從代碼加載，沒有具體路徑

sc -d *EncryptClass* 

 class-info        com.system.framework.EncryptClass
 code-source
 name              com.system.framework.EncryptClass
 isInterface       false
 isAnnotation      false
 isEnum            false
 isAnonymousClass  false
 isArray           false
 isLocalClass      false
 isMemberClass     false
 isPrimitive       false
 isSynthetic       false
 simple-name       EncryptClass
 modifier          public
 annotation
 interfaces
 super-class       +-java.lang.Object
 class-loader      +-com.system.framework.CoutomerClassLoader@6a6824be
                     +-sun.misc.Launcher$AppClassLoader@7cd84586
                       +-sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@7e6cbb7a
 classLoaderHash   6a6824be
// author:herbert qq:464884492 date:20220330

code-source 顯示具體class加載來源，如果是從jar包中加載會顯示具體jar路徑

sc -d *CoutomerClassLoader*

class-info        com.system.framework.CoutomerClassLoader
 code-source       /D:/projects/javaprj/framework/target/test-classes/
 name              com.system.framework.CoutomerClassLoader
 isInterface       false
 isAnnotation      false
 isEnum            false
 isAnonymousClass  false
 isArray           false
 isLocalClass      false
 isMemberClass     false
 isPrimitive       false
 isSynthetic       false
 simple-name       CoutomerClassLoader
 modifier          public
 annotation
 interfaces
 super-class       +-java.lang.ClassLoader
                     +-java.lang.Object
 class-loader      +-sun.misc.Launcher$AppClassLoader@7cd84586
                     +-sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@7e6cbb7a
 classLoaderHash   7cd84586
// author:herbert qq:464884492 date:20220330

3. 同名不同版本jar生效版本

根據jar存放位置，推算出對應的classloader,比如查找當前環境加載哪個版本的log4j

classloader -classLoaderClass sun.misc.Launcher$AppClassLoader | grep log4j

file:/D:/maven/org/springframework/boot/spring-boot-starter-log4j2/2.0.5.RELEASE/spring-boot-starter-log4j2-2.0.5.RELEASE.jar
file:/D:/maven/org/apache/logging/log4j/log4j-slf4j-impl/2.10.0/log4j-slf4j-impl-2.10.0.jar
file:/D:/maven/org/apache/logging/log4j/log4j-jul/2.10.0/log4j-jul-2.10.0.jar
file:/D:/maven/org/apache/logging/log4j/log4j-api/2.16.0/log4j-api-2.16.0.jar
file:/D:/maven/org/apache/logging/log4j/log4j-core/2.16.0/log4j-core-2.16.0.jar

從上可知道，當前環境使用的是log4j-api-2.10.0.jar

根據jar中包含的類名，使用sc命令查找

sc -d *LogManager

 class-info        org.apache.logging.log4j.LogManager
 code-source        /D:/maven/org/apache/logging/log4j/log4j-api/2.16.0/log4j-api-2.16.0.jar
 name              org.apache.logging.log4j.LogManager
 isInterface       false
 isAnnotation      false
 isEnum            false
 isAnonymousClass  false
 isArray           false
 isLocalClass      false
 isMemberClass     false
 isPrimitive       false
 isSynthetic       false
 simple-name       LogManager
 modifier          public
 annotation
 interfaces
 super-class       +-java.lang.Object
 class-loader      +-sun.misc.Launcher$AppClassLoader@7cd84586
                     +-sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@7e6cbb7a
 classLoaderHash   7cd84586
// author:herbert qq:464884492 date:20220330

從 code-source 中可以知道當前加載的檔案具體路徑

針對日志框架可以通過logger命名查看codeSource來了解jar來源

logger

 name                      root
 class                     org.apache.logging.log4j.core.config.LoggerConfig
 classLoader               sun.misc.Launcher$AppClassLoader@7cd84586
 classLoaderHash           7cd84586
 level                     INFO
 config                    XmlConfiguration[location=D:\projects\javaprj\framework\target\classes\log4j2.xml]
 additivity                true
 codeSource                file:/D:/maven/org/apache/logging/log4j/log4j-core/2.16.0/log4j-core-2.16.0.jar
 appenders                 name            Console
                           class           org.apache.logging.log4j.core.appender.ConsoleAppender
                           classLoader     sun.misc.Launcher$AppClassLoader@7cd84586
                           classLoaderHash 7cd84586
                           target          SYSTEM_OUT
// author:herbert qq:464884492 date:20220330

4. 反編譯得到原始碼

從上邊classloader串列可以知道，當前JVM中實體化了兩個自定義的類加載器CoutomerClassLoader，他們分別加載類 com.system.framework.EncryptClass，當前這個class已經加密，在我們源代碼環境是沒有這個類源檔案，我們自定義加載器，加載代碼如下

@Override
public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
  byte[] classByte = Base64Utils.decodeFromString(ArtahsDemoClassLoader.encrypt);
  if ("com.system.framework.EncryptClass".equals(name)) {
    return defineClass(name, classByte, 0, classByte.length);
  }
  return super.loadClass(name);
}

控制臺顯示源代碼

jad -c 3e2e18f2 --source-only com.system.framework.EncryptClass --lineNumber false

控制臺不顯示，直接輸出檔案

jad -c 3e2e18f2 --source-only com.system.framework.EncryptClass --lineNumber false > D:\\EncryptClass.java

得到反編譯代碼如下

// author:herbert qq:464884492 date:20220330
/*
 * Decompiled with CFR.
 */
package com.system.framework;
public class EncryptClass {
    String note;
    public EncryptClass() {
    }
    public EncryptClass(String note) {
        this.note = note;
    }
    public void print() {
        System.out.println("源檔案初始輸出==>" + this.note); 
    }
    public void setNote(String note) {
        this.note = note;
    }
    public String getNote() {
        return this.note;
    }
}

從代碼可知，當前控制臺會列印對應的資訊為源檔案初始輸出==>note，主程式代碼每5秒輸出一次，輸出資訊如下

...
======第190次輸出======
源檔案初始輸出==>testRefect--1
源檔案初始輸出==>testRefect--2
======第191次輸出======
源檔案初始輸出==>testRefect--1
源檔案初始輸出==>testRefect--2
...

5. 記憶體編譯得到位元組碼

把反編譯檔案中的 print方法做如下改動

public void print() {
  System.out.println("反編譯后重新加載==>" + this.note); 
}

執行記憶體編譯編譯命令,這里需要注意下，當前運行環境一定是jdk環境而不是jre環境

mc -c 3e2e18f2 -d D:\\ D:\\EncryptClass.java

Memory compiler output:
D:\com\system\framework\EncryptClass.class
Affect(row-cnt:1) cost in 738 ms.

出現如上資訊，表示編譯成功

6. 加載改動后的Class到JVM

得到我們修改后的class，需要重新裝載到JVM以替換之前的class位元組碼

retransform -c 3e2e18f2 D:\\com\\system\\framework\\EncryptClass.class

成功以后，回到控制臺，可以看到輸出資訊已經改變

======第73次輸出======
源檔案初始輸出==>testRefect--1
源檔案初始輸出==>testRefect--2
======第74次輸出======
反編譯后重新加載==>testRefect--1
反編譯后重新加載==>testRefect--2

從結果來看，最初猜測，指定classloder，只會影響當前classloader加載的類，可是另一個classloader加載類輸出也改變了，說明同一個類的位元組碼在jvm一定只存在一份

查看已經重新加載過的類

retransform -l 

Id              ClassName                                          TransformCount  LoaderHash      LoaderClassName
1               com.system.framework.EncryptClass                  1               3e2e18f2        null

還原重新加載前的位元組資訊,一定依次執行如下兩條命令，classPattern 支持通配符

retransform --deleteAll 
retransform --classPattern com.system.framework.EncryptClass 

======第260次輸出======
反編譯后重新加載==>testRefect--1
反編譯后重新加載==>testRefect--2
======第261次輸出======
源檔案初始輸出==>testRefect--1
源檔案初始輸出==>testRefect--2

7. 總結

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