Java字节码检测:对defineClass的反射调用中的NullPointerException - java

目的:

我正在使用java.lang.instrument包为Java程序创建一些检测。我的想法是,我通过该系统使用字节码操作,以便在每个方法的开头和结尾添加方法调用。一般来说,修改后的Java方法如下所示:

public void whateverMethod(){
    MyFancyProfiler.methodEntered("whateverMethod");
    //the rest of the method as usual...
    MyFancyProfiler.methodExited("whateverMethod");
}

MyFancyProfiler是相对复杂的系统的入口,该系统在premain方法(java.lang.instrument的一部分)期间初始化。

edit-MyFancyProfiler包含一个静态API,该静态API将通过一种类似in the solution to this question的机制来获取对系统其余部分的引用。该引用以Object的形式获得,并且通过反射进行了适当的调用,因此,即使当前的ClassLoader不了解基础类,它仍然可以工作。

困难

对于简单的Java程序,该方法很好用。对于“真实”应用程序(例如窗口应用程序,尤其是RCP / OSGi应用程序),我遇到了ClassLoaders的问题。一些ClassLoaders不会知道如何找到MyFancyProfiler类,因此当它尝试调用MyFancyProfiler中的静态方法时,它将抛出异常。

我对此的解决方案(以及发生真正问题的地方)当前是通过反射性地调用MyFancyProfilerClassLoader注入到每个遇到的defineClass中。其要点是:

public byte[] transform(ClassLoader loader, String className, /* etc... */) {
  if(/* this is the first time I've seen loader */){
    //try to look up `MyFancyProfiler` in `loader`.
    if(/* loader can't find my class */){
      // get the bytes for the MyFancyProfiler class
      // reflective call to 
      // loader.defineClass(
      //   "com.foo.bar.MyFancyProfiler", classBytes, 0, classBytes.length);
    }
  }
  // actually do class transformation via ASM bytecode manipulation
}

编辑更多信息-注入的原因是为了确保每个类,无论是哪个ClassLoader加载了它,都可以直接调用MyFancyProfiler.methodEntered。一旦进行了调用,MyFancyProfiler将需要使用反射与系统的其余部分进行交互,否则当尝试直接引用时,我将收到InvocationTargetException或NoClassDef异常。我目前正在使用它,以便MyFancyProfiler的唯一“直接”依赖项是JRE系统类,因此似乎很好。

问题

这甚至有效!大多数时候!但是对于尝试跟踪Eclipse(从命令行启动IDE)时遇到的至少两个单独的ClassLoader,我从NullPointerException方法内部获得了ClassLoader.defineClass:

java.lang.NullPointerException
    at java.lang.ClassLoader.checkPackageAccess(ClassLoader.java:500)
    at java.lang.ClassLoader.defineClass1(Native Method)
    at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:791)
    at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:634)
    at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method)
    at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:57)
    at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)
    at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:601)
    // at my code that calls the reflection

ClassLoader.java的第500行是对domains.add(pd)的调用,其中domains似乎是在构造函数时初始化的Set,而pdProtectionDomain(据我所知)应为“默认” ProtectionDomain。所以我看不出该行引起NullPointerException的明显方法。目前,我很困惑,希望有人可以对此提供一些见识。

是什么导致defineClass以这种方式失败?如果没有明显的解决方案,您能否为我的整体问题提供潜在的替代方法?

参考方案

不要将代码注入ClassLoader,而是尝试在引导类加载器中加载包含MyFancyProfiler的jar。最简单的方法是将以下行添加到javaagent jar的清单中:

Boot-Class-Path: fancy-profiler-bootstrap-stuff.jar

这将使该罐子中的所有内容都可供所有类加载器访问,包括我相信OSGi和朋友。

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