📌 概述

在现代 Java 应用开发中，我们常常需要在不修改原始代码的前提下，对类或方法进行增强（Instrumentation），例如：

• 方法执行耗时统计
• 日志输出增强
• 接口调用链追踪（如 SkyWalking、Pinpoint）
• AOP 编程
• 热修复（HotFix）

实现这些功能的关键技术之一就是 Java Agent + Byte Buddy。本文将带你从零开始，一步步掌握如何使用 Java Agent 和 Byte Buddy 在运行时动态修改字节码，并实现一个简单的 方法耗时统计插件。

🔍 什么是 Java Agent？

Java Agent 是 JVM 提供的一种机制，允许你在 JVM 启动前或运行时加载并修改类的字节码。其核心能力是通过 Instrumentation API 对类进行重新定义（redefine）和转换（transform）。

常见用途包括：

• 性能监控（如统计方法耗时）
• APM 工具（如 SkyWalking、Zipkin）
• Mock 框架（如 Mockito）
• 热部署/热修复
• 日志增强等

🛠️ 什么是 Byte Buddy？

Byte Buddy 是一个强大的 Java 字节码操作库，简化了 Java Agent 的开发过程。它提供了友好的 DSL 风格 API，无需直接编写 ASM 或理解 JVM 字节码指令即可完成复杂的方法拦截和增强。

✅ 特性：

• 支持运行时生成类
• 支持拦截任意方法
• 可用于 Java Agent 或普通项目
• Spring Boot、Mockito、Hibernate 等框架底层都在使用

🧩 示例目标

我们希望通过 Java Agent + Byte Buddy，在不修改源码的情况下：

• 拦截指定类（如 com.example.MyService）中的所有方法
• 输出方法名、执行时间（毫秒）、参数值
• 支持运行时加载 Agent（即 -javaagent 方式）

🧱 项目结构

byte-buddy-agent-demo/
├── agent/
│   ├── src/main/java/
│   │   └── com/example/agent/MyAgent.java
│   └── pom.xml (构建 agent jar)
├── app/
│   ├── src/main/java/
│   │   └── com/example/app/MyService.java
│   └── pom.xml
└── README.md

🧪 步骤一：创建 Java Agent 模块

MyAgent.java

package com.example.agent;

import net.bytebuddy.agent.builder.AgentBuilder;
import net.bytebuddy.asm.Advice;
import net.bytebuddy.matcher.ElementMatchers;

import java.lang.instrument.Instrumentation;

public class MyAgent {
    public static void premain(String args, Instrumentation inst) {
        new AgentBuilder.Default()
            .type(ElementMatchers.named("com.example.app.MyService")) // 要拦截的类
            .transform((builder, typeDescription, classLoader, module) ->
                builder.method(ElementMatchers.any()) // 拦截所有方法
                    .intercept(Advice.to(MethodMonitor.class)) // 使用 Advice 增强
            ).installOn(inst);
    }
}

MethodMonitor.java

package com.example.agent;

import net.bytebuddy.asm.Advice;

public class MethodMonitor {

    @Advice.OnMethodEnter
    public static long enter() {
        return System.currentTimeMillis();
    }

    @Advice.OnMethodExit
    public static void exit(@Advice.Enter long startTime,
                            @Advice.Origin String method,
                            @Advice.AllArguments Object[] args) {
        long duration = System.currentTimeMillis() - startTime;
        System.out.printf("[ByteBuddy] 方法: %s, 参数: %s, 耗时: %d ms%n",
                method, argsToString(args), duration);
    }

    private static String argsToString(Object[] args) {
        if (args == null || args.length == 0) return "";
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (Object arg : args) {
            sb.append(arg).append(", ");
        }
        return sb.length() > 0 ? sb.substring(0, sb.length() - 2) : "";
    }
}

📦 步骤二：配置 MANIFEST.MF（构建 agent.jar）

在 pom.xml 中添加如下配置，确保生成的 jar 包包含 Premain-Class 属性：

<plugin>
    <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
    <artifactId>maven-jar-plugin</artifactId>
    <configuration>
        <archive>
            <manifestEntries>
                <Premain-Class>com.example.agent.MyAgent</Premain-Class>
                <Can-Redefine-Classes>true</Can-Redefine-Classes>
                <Can-Retransform-Classes>true</Can-Retransform-Classes>
            </manifestEntries>
        </archive>
    </configuration>
</plugin>

构建 agent：

cd agent
mvn clean package

生成的 agent jar 文件路径：target/agent-1.0.jar

🏃♂️ 步骤三：编写测试应用

MyService.java

package com.example.app;

public class MyService {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        MyService service = new MyService();
        service.sayHello("Alice");
        service.processData(42, true);
    }

    public String sayHello(String name) {
        try {
            Thread.sleep(100); // 模拟耗时
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "Hello, " + name;
    }

    public void processData(int id, boolean flag) {
        try {
            Thread.sleep(300);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("Processed data: id=" + id + ", flag=" + flag);
    }
}

▶️ 运行方式：使用 -javaagent 加载 Agent

java -javaagent:/path/to/agent-1.0.jar -cp app/target/classes com.example.app.MyService

输出结果示例：

[ByteBuddy] 方法: sayHello, 参数: Alice, 耗时: 102 ms
Hello, Alice
[ByteBuddy] 方法: processData, 参数: 42, true, 耗时: 301 ms
Processed data: id=42, flag=true

📊 适用场景

💡 小技巧：结合 IDE 调试 Agent

你可以在 IntelliJ IDEA 中配置 VM options 来调试 Agent：

-javaagent:/path/to/agent-1.0.jar

然后设置断点，查看字节码增强前后的方法变化。

✅ 总结

通过本文你已经掌握了：

• Java Agent 的基本原理与作用
• 如何使用 Byte Buddy 动态增强类方法
• 如何拦截方法执行并输出耗时信息
• 构建可发布的 agent jar 包
• 结合实际业务代码验证效果

Java Agent + Byte Buddy 是 JVM 领域非常强大的组合，尤其适用于非侵入式的性能分析、诊断工具开发和系统增强。掌握它将极大提升你在高级 Java 开发中的实战能力。

📢 如果你想进一步学习：

• Byte Buddy 官方文档
• JVM Tool Interface (JVMTI)
• SkyWalking Agent 源码

📌 欢迎点赞、收藏 & 分享给更多 Java 开发者！

如需我为你打包完整的 Maven 工程 ZIP 文件（含 agent + demo app），或者生成 Markdown 格式的文章内容模板（方便复制到 51CTO 编辑器），请告诉我，我可以一键帮你整理好。是否需要？✅