java - 如何在运行时使用JVMTI获取类文件(以规范格式)？

我正在研究一个包含Hotspot Profiler反馈的研究项目。目前，我正在研究JVMTI代理，该代理应具有以下功能：


侦听任何已编译的加载事件。
提取并分析具有热点方法的完整类文件。
修改/定义类的字节码。


我在JVMTI中有很多可用的API函数，以获取有关具有JIT正在编译的方法的类文件的信息。但是，我想要Java虚拟机规范中描述的方法的完整类文件。
如果无法获取整个类文件，则我至少希望使用以下格式的类文件：

typedef struct {
    unsigned int               magic;
    unsigned short             minor_version;
    unsigned short             major_version;
    unsigned short             constant_pool_count;
    unsigned char             *constant_pool;
    unsigned short             access_flags;
    unsigned short             this_class;
    unsigned short             super_class;
    unsigned short             interfaces_count;
    unsigned char             *interfaces;
    unsigned short             fields_count;
    unsigned char             *fields;
    unsigned short             methods_count;
    unsigned char             *methods;
    unsigned short             attributes_count;
    unsigned char             *attributes;

}ClassFile;

到目前为止，我有以下代码部分地达到了目的：

    void JNICALL compiled_method_load(jvmtiEnv *jvmti, jmethodID method, jint code_size, const void* code_addr, jint map_length, const jvmtiAddrLocationMap* map, const void* compile_info)
    {
    static ClassFile *clazz;
    jvmtiError err;
    jclass klass;
    jint constant_pool_count_pointer;
    jint constant_pool_byte_count_pointer;
    jint local_entry_count_ptr;
    jint minor, major;
    jint modifier_ptr;
    jvmtiLocalVariableEntry* table_ptr;

    unsigned char* constant_pool_bytes_ptr;

    char* name = NULL;
    char* signature = NULL;
    char* generic_ptr = NULL;
    unsigned char* bytecodes_ptr = NULL;

    err = (*jvmti)->RawMonitorEnter(jvmti,lock);
    check_jvmti_error(jvmti, err, "raw monitor enter");

        clazz->magic = 0xCAFEBABE;

        err = (*jvmti)->GetMethodDeclaringClass(jvmti,method, &klass);
        check_jvmti_error(jvmti, err, "Get Declaring Class");

        err = (*jvmti)->GetClassVersionNumbers(jvmti, klass, &minor, &major);
        check_jvmti_error(jvmti, err, "Get Class Version Number");

        clazz->minor_version = (u2_int)minor;
        clazz->major_version = (u2_int)major;

        err = (*jvmti)->GetConstantPool(jvmti, klass, &constant_pool_count_pointer,
                &constant_pool_byte_count_pointer, &constant_pool_bytes_ptr);
        check_jvmti_error(jvmti, err, "Get Constant Pool");

        clazz->constant_pool_count = constant_pool_count_pointer;
        clazz->constant_pool = constant_pool_bytes_ptr;

        err = (*jvmti)->GetClassModifiers(jvmti,klass, &modifier_ptr);
        check_jvmti_error(jvmti, err, "Get Access Flags");

        clazz->access_flags = (u2_int)modifier_ptr;


        err = (*jvmti)->GetBytecodes(jvmti,method, &code_size, &bytecodes_ptr);
        check_jvmti_error(jvmti, err, "Get Bytecodes");

        err = (*jvmti)->GetLocalVariableTable(jvmti,method, &local_entry_count_ptr, &table_ptr);
        check_jvmti_error(jvmti, err, "Get Local Variable table");



    if (constant_pool_bytes_ptr != NULL) {
        err = (*jvmti)->Deallocate(jvmti,(unsigned char*)constant_pool_bytes_ptr);
        check_jvmti_error(jvmti, err, "deallocate bytecodes pointer");
    }
    if (bytecodes_ptr != NULL) {
        err = (*jvmti)->Deallocate(jvmti,(unsigned char*)bytecodes_ptr);
        check_jvmti_error(jvmti, err, "deallocate bytecodes pointer");
    }
    if (name != NULL) {
        err = (*jvmti)->Deallocate(jvmti,(unsigned char*)name);
        check_jvmti_error(jvmti, err, "deallocate name");
    }
    if (signature != NULL) {
        err = (*jvmti)->Deallocate(jvmti,(unsigned char*)signature);
        check_jvmti_error(jvmti, err, "deallocate signature");
    }
    if (generic_ptr != NULL) {
        err = (*jvmti)->Deallocate(jvmti,(unsigned char*)generic_ptr);
        check_jvmti_error(jvmti, err, "deallocate generic_ptr");
    }

    err = (*jvmti)->RawMonitorExit(jvmti,lock);
}

我的问题是：


是否可以通过代理获取完整的类文件？
如果没有，如何使用ClassFile或JVMTI API填充JNI结构？
还有其他实现我目标的策略吗？


局限性：


类加载后很长时间，我必须在运行时检查和操作字节码。因此，使用ASM和JAVASSIST之类的库的AFAIK Java代理不会有任何帮助。


任何帮助将不胜感激。

最佳答案

所以我终于让它工作了。 Holger在评论中的想法是此答案的主要来源。我认为没有人会需要这个，但是只是为了回答这个问题。

简而言之，要获取整个类文件，在JVMTI API中只有一种可能性，那就是ClassFileLoadHook事件。每当在JVM中加载新类或调用Retransformclasses或RedefineClasses函数时，都会触发此事件。因此，我将Retransformclasses函数作为虚拟调用进行了调用，只是为了调用ClassFileLoadHookEvent，然后最终获得了整个类。

除了添加功能和回调设置外，主要在我的源代码中添加了以下功能：

void JNICALL
Class_File_Load_Hook(jvmtiEnv *jvmti_env,
            JNIEnv* jni_env,
            jclass class_being_redefined,
            jobject loader,
            const char* name,
            jobject protection_domain,
            jint class_data_len,
            const unsigned char* class_data,
            jint* new_class_data_len,
            unsigned char** new_class_data)
{
    jvmtiError err;
    unsigned char* jvmti_space = NULL;
    char* args = "vop";

    javab_main(3, args, class_data, class_data_len);

    err = (*jvmti_env)->Allocate(jvmti_env, (jlong)global_pos, &jvmti_space);
    check_jvmti_error(jvmti_env, err, "Allocate new class Buffer.");

    (void)memcpy((void*)jvmti_space, (void*)new_class_ptr, (int)global_pos);

    *new_class_data_len = (jint)global_pos;
    *new_class_data = jvmti_space;
}

此处的class_data变量包含在其上调用ClassFileLoadHook事件的完整类文件。我分析了该类文件，并使用char*方法将其插入了新的javab_main数组中，最后将新数组指向了new_class_data变量。 new_class_ptr是一个全局变量，其中包含更改的类定义。