多线程监测利器：ASM插桩剖析应用运行时线程行为

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2024-02-02 06:25:46

揭开ASM插桩的神秘面纱

ASM插桩是一种强大的技术，它允许开发者在字节码级别修改Java应用程序。通过将字节码插入到现有的类或方法中，ASM插桩可以动态地改变应用程序的行为，而无需修改源代码。

多线程监测的利器

ASM插桩在多线程监测方面大显身手。通过对线程代码进行插桩，开发者可以轻松获取有关应用程序运行时线程行为的关键信息，包括：

当前业务创建的线程个数
每个线程的ID
每个线程的名称
每个线程run方法的运行时长

这些信息对于识别和解决多线程问题至关重要。例如，如果某个线程运行时间过长，则可能表明存在性能瓶颈或死锁问题。同样，如果线程数量过多，则可能导致资源争用和应用程序不稳定。

实践中的ASM插桩

要使用ASM插桩进行多线程监测，需要遵循以下步骤：

加载目标类： 使用ASM的ClassReader类加载要插桩的类。
创建类访问器： 创建ClassVisitor，它定义了在类上执行的转换。
遍历类结构： 使用ClassVisitor遍历类的结构，并查找要插桩的方法。
插入字节码： 使用MethodVisitor将字节码插入到目标方法中，以收集线程信息。
保存修改后的类： 将修改后的类保存到磁盘或内存中。

实例解析

以下代码片段展示了如何使用ASM插桩监测线程运行状况：

import org.objectweb.asm.ClassReader;
import org.objectweb.asm.ClassVisitor;
import org.objectweb.asm.MethodVisitor;
import org.objectweb.asm.Opcodes;

public class ThreadMonitorClassVisitor extends ClassVisitor {

    public ThreadMonitorClassVisitor(ClassVisitor cv) {
        super(Opcodes.ASM5, cv);
    }

    @Override
    public MethodVisitor visitMethod(int access, String name, String desc, String signature, String[] exceptions) {
        MethodVisitor mv = super.visitMethod(access, name, desc, signature, exceptions);
        if ("run".equals(name)) {
            return new ThreadMonitorMethodVisitor(mv);
        }
        return mv;
    }

    private static class ThreadMonitorMethodVisitor extends MethodVisitor {

        public ThreadMonitorMethodVisitor(MethodVisitor mv) {
            super(Opcodes.ASM5, mv);
        }

        @Override
        public void visitCode() {
            super.visitCode();
            mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKESTATIC, "java/lang/Thread", "currentThread", "()Ljava/lang/Thread;", false);
            mv.visitFieldInsn(Opcodes.GETFIELD, "java/lang/Thread", "name", "Ljava/lang/String;");
            mv.visitVarInsn(Opcodes.ASTORE, 1);
            mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKESTATIC, "java/lang/System", "currentTimeMillis", "()J", false);
            mv.visitVarInsn(Opcodes.ASTORE, 2);
        }

        @Override
        public void visitInsn(int opcode) {
            if (opcode == Opcodes.RETURN) {
                mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKESTATIC, "java/lang/System", "currentTimeMillis", "()J", false);
                mv.visitVarInsn(Opcodes.LLOAD, 2);
                mv.visitInsn(Opcodes.LSUB);
                mv.visitVarInsn(Opcodes.ASTORE, 3);
                mv.visitFieldInsn(Opcodes.GETSTATIC, "java/lang/System", "out", "Ljava/io/PrintStream;");
                mv.visitTypeInsn(Opcodes.NEW, "java/lang/StringBuilder");
                mv.visitInsn(Opcodes.DUP);
                mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKESPECIAL, "java/lang/StringBuilder", "<init>", "()V", false);
                mv.visitLdcInsn("Thread ");
                mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKEVIRTUAL, "java/lang/StringBuilder", "append", "(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;", false);
                mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 1);
                mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKEVIRTUAL, "java/lang/StringBuilder", "append", "(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;", false);
                mv.visitLdcInsn(" took ");
                mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKEVIRTUAL, "java/lang/StringBuilder", "append", "(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;", false);
                mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 3);
                mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKEVIRTUAL, "java/lang/StringBuilder", "append", "(J)Ljava/lang/StringBuilder;", false);
                mv.visitLdcInsn(" ms to run.");
                mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKEVIRTUAL, "java/lang/StringBuilder", "append", "(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;", false);
                mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKEVIRTUAL, "java/lang/StringBuilder", "toString", "()Ljava/lang/String;", false);
                mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKEVIRTUAL, "java/io/PrintStream", "println", "(Ljava/lang/String;)V", false);
            }
            super.visitInsn(opcode);
        }
    }
}