在运行时替换部分方法的内容

Question

我希望能在运行时替换一些方法的内容。

我知道可以使用 javassist 实现这个功能，但是它不起作用，因为我想增强的类已经被系统 classLoader 加载了。

我该怎么做才能在运行时替换一个方法的内容？我应该尝试卸载这个类吗？我该如何操作呢？我知道这是可能的，但我无法找到如何实现。

如果可能，我想避免使用外部库，我想自己编写代码。

更多信息： - 我想增强的类包含在框架中（在一个 jar 文件中） - 我的代码实际上是该框架的插件 - 我所使用的框架有自己的 classLoader，但是这个 classLoader 不会加载它自己的类（它会将它们委托给系统类加载器） - 我所使用的框架是 Play。

谢谢你的帮助！

- Fabien Henon

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Play! 是开源的。你可以直接在源代码中更改方法，并构建自己的 JAR 文件来使用。 - Jeffrey

你能否编写一个想要修改的类的子类？ - Code-Apprentice

@Jeffrey 我可以这样做，但我想为社区编写一个“可用”的插件，所以我想避免修改源代码。 - Fabien Henon

@Code-Guru 不行，因为它是一个静态类。所以它的方法是通过类直接调用的。 - Fabien Henon

Answer 1

你可以使用Javaassist，以及其他任何字节码工程库来实现它。这种魔法在于Java Attach API，它允许程序附加到正在运行的JVM（并修改已加载的类）。

它可以在com.sun.tools.attach包中找到，并且正如其名称所示，它是特定于Oracle JVM的。尽管如此，JDK工具例如jstack和jmap使用它来支持它们的“附加到正在运行的JVM”功能，因此可以肯定它会一直存在。

关于Attach API的文档相当描述性，而这篇Oracle博客文章演示了在运行时附加代理。总的来说，它归结为：

• 使用“常规”-javaagent方式创建一个重新转换程序，其中包括premain等
• 将premain重命名为agentmain
• 创建一个临时JAR文件，其中包含代理类，并具有指向您的代理（包含agentmain）类的清单的Agent-Class，以及将Can-Retransform-Classes设置为true
• 获取目标JVM的PID（可能是同一进程），并将临时JAR附加到它上面

值得庆幸的是，API可以在您不需要太多工作的情况下完成此操作，但如果您在运行时进行JAR生成，则可能需要一些技巧来打包代理所需的所有类。

我希望包括一个演示代理程序，在运行时附加分析器，但最终由于过长而无法发布。尽管如此，我已经将其放在Github repo中。

这种方法的一个警告是它使你的程序依赖于随JDK一起提供的tools.jar，而该库在JRE中不存在。您可以通过将tools.jar与应用程序一起分发（或提取到应用程序中），来解决此问题，但您仍需要提供Attach API所需的attach本地库。我已经在上面链接的存储库中包含了所有平台的库，但您也可以自己获取它们。

根据您的用例，这可能是理想的，也可能不是。但它肯定有效！

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如果您想在运行时完全“热交换”一个类并使用自己的类，那么问题中并不清楚，但您无需使用任何字节码操作库。相反，您可以单独编译您的类（确保相同的包，类名等），并在目标类上调用transform时返回新类的字节。

- Xyene

Answer 2

普通的类加载器不支持在类被定义后取消定义或修改。因此，插件无法修改框架的行为，除非该框架提供了这样的自定义钩子。

您可以创建一个自定义类加载器，它会从其父类加载器中隐藏某些类，并重新定义它们，添加任何您可能需要的仪器。但是框架会在插件之前加载，并使用自己的类加载器解析类。因此，它将继续使用未经仪器化的类的版本。

我能想到的唯一合理的方法是先出现：如果您的代码首先启动，它可以引入一个类加载器用于加载框架。但这意味着您必须有一种方式将您的代码作为包装器放入框架链中。不确定在您的情况下是否可行。

回复评论中的更新：
为了创建一个隐藏某些类的类加载器，您需要覆盖其loadClass方法。如果您的许可证允许使用GPL代码，则可以查看OpenJDK如何实现此功能的默认实现。您只需要为那些不想隐藏的类延迟到父类加载器。

在隐藏父版本后，您仍然需要修改该类。也许BCEL类加载器可以帮助您完成这项工作。或者您可以从包含已修改版本的jar文件中加载类。或者类似的方式。

- MvG

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我不能“先到那里”。但是你提到了“隐藏”一些类。你的意思是我可以创建另一个classLoader，让它继承框架的classLoader，当我想增强的类被要求时，我自己加载它？（如果要求另一个类，我就让超类来加载它？）这样行得通吗？如果可以，我该如何加载这个类？在其他地方有这个类的副本并加载这个副本吗？找到这个类，增强它并返回新创建的类？ - Fabien Henon

我尝试在Play框架定义的ClassLoader中添加日志，但当我想要增强的类被使用时，它似乎没有被调用（即loadClass方法）。这是因为它是从系统类加载器中加载的吗？那我该怎么办呢？还是因为它是一个只有静态方法的类？ - Fabien Henon

@FabienHenon，您可以使用Class.getClassLoader()来查询有关加载它的类加载器的每个类。您可以使用它来查看加载相关类的是谁。我猜测这将是系统类加载器。正如我所说，您必须在框架之前决定使用哪个类加载器。 - MvG

那么如果我无法在框架之前替换类加载器，就不可能替换方法的内容了吗？我不能只设置一个新的加载器吗？或者释放系统加载器？ - Fabien Henon

@FabienHenon，任何新的加载器只会影响你通过它明确加载的类或它们所引用的类。因此，你必须同时替换整个框架。就我所知，这不是你想要的。你心目中想要的修改方式在像Python这样的语言中被称为“猴子补丁”。关于Java的这个问题有一个相关的问题，但我怀疑解决方案也不适用于你的情况。 - MvG

好的，我会尝试找到另一个解决方案。谢谢你的帮助！ - Fabien Henon