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Java Agent入门：从零开始实现方法耗时打印，小白程序员必备，收藏学习！

news 2026/5/21 21:07:35

本文介绍了Java Agent的核心概念和应用场景，包括APM、代码覆盖率工具、热部署、安全审计等。通过静态加载和动态加载两种方式，详细讲解了如何使用Byte Buddy库对Spring MVC项目中的Controller类方法进行耗时打印。静态加载在程序入口之前执行，可进行任意字节码转换；动态加载则在运行时附加，转换能力受限。文章提供了完整的代码示例和运行日志，帮助读者快速掌握Java Agent的使用方法。

概述

你是否好奇，像 OpenTelemetry、SkyWalking 这样的工具是如何在不修改源码的情况下监控 Java 应用的？它们的背后核心技术就是 Java Agent

Java Agent 是 JVM 提供的一种强大机制，允许我们在类加载前后动态修改字节码，实现无侵入的性能监控、日志增强、故障注入等功能

本文将带你进行 Java Agent 的入门，对一个 SpringMVC 项目中的 Controller 类中的方法进行耗时打印

应用场景

APM：应用性能监控。如 SkyWalking、OpenTelemetry 等通过 Agent 插桩收集调用链、耗时等
代码覆盖率工具：如 JaCoCo 在测试时注入探针统计覆盖情况
热部署 / 热更新：如 JRebel 利用 Agent 修改类定义实现无需重启生效
安全审计 / 日志增强：自动为敏感方法添加日志或权限检查
故障注入 / 混沌工程：动态修改行为模拟异常

静态加载示例

时机

在目标程序的 main() 入口方法之前执行

加载方式

通过添加 JVM 参数【-javaagent:Agent-Jar包全路径=参数】来加载

参数的格式一般使用【key1=value1,keyN=valueN】

类加载状态

所有应用类都尚未加载，Agent 有完全的控制权

能力

可以执行任意字节码转换，包括添加字段、方法等

重启要求

需要重启 JVM

代码与运行示例

Agent模块：依赖坐标

<dependency> <groupId>net.bytebuddy</groupId> <artifactId>byte-buddy</artifactId> <version>1.17.8</version></dependency><dependency> <groupId>net.bytebuddy</groupId> <artifactId>byte-buddy-agent</artifactId> <version>1.17.8</version></dependency>

Agent模块：pom.xml 插件配置

<build> <plugins> <!-- Java Agent插件 --> <plugin> <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId> <artifactId>maven-shade-plugin</artifactId> <version>3.6.1</version> <executions> <execution> <!-- 插件在打包时才执行 --> <phase>package</phase> <!-- 插件执行时执行maven-shade-plugin的shade操作 --> <goals> <goal>shade</goal> </goals> <configuration> <!-- 不生成精简pom文件，保持完整的依赖树 --> <createDependencyReducedPom>false</createDependencyReducedPom> <transformers> <!-- 生成jar包时，添加Agent需要的MANIFEST.MF条目 --> <transformer implementation="org.apache.maven.plugins.shade.resource.ManifestResourceTransformer"> <!-- 入口配置 --> <manifestEntries> <!-- 静态加载Agent的入口类 --> <Premain-Class>wxw.mengyuan.DemoAgent</Premain-Class> <!-- 动态加载Agent的入口类 --> <Agent-Class>wxw.mengyuan.DemoAgent</Agent-Class> <!-- 允许重转换已加载类 --> <Can-Retransform-Classes>true</Can-Retransform-Classes> <!-- 允许重新定义类结构 --> <Can-Redefine-Classes>true</Can-Redefine-Classes> <!-- 设置native方法前缀 --> <Can-Set-Native-Method-Prefix>false</Can-Set-Native-Method-Prefix> </manifestEntries> </transformer> <!-- 合并所有依赖中 META-INF/services 目录下的文件 --> <transformer implementation="org.apache.maven.plugins.shade.resource.ServicesResourceTransformer"/> </transformers> <!-- 排除数字签名文件 --> <filters> <filter> <artifact>*:*</artifact> <excludes> <exclude>META-INF/*.SF</exclude> <exclude>META-INF/*.DSA</exclude> <exclude>META-INF/*.RSA</exclude> </excludes> </filter> </filters> <!-- 重命名依赖避免冲突 --> <relocations> <relocation> <pattern>com.google</pattern> <shadedPattern>com.yourcompany.shaded.google</shadedPattern> </relocation> <relocation> <pattern>org.apache</pattern> <shadedPattern>com.yourcompany.shaded.apache</shadedPattern> </relocation> </relocations> </configuration> </execution> </executions> </plugin> </plugins></build>

Agent模块：方法拦截处理器

package wxw.mengyuan; import net.bytebuddy.implementation.bind.annotation.*; import java.lang.reflect.Method;import java.util.concurrent.Callable; public class AgentInterceptor { @RuntimeType public static Object intercept(@Origin Method method, @SuperCall Callable<?> callable) throws Throwable { long start = System.currentTimeMillis(); try { return callable.call(); } finally { System.out.println("方法【" + method.getDeclaringClass().getName() + "." + method.getName() + "】执行耗时：" + (System.currentTimeMillis() - start) + "ms"); } } }

Agent模块：入口类

package wxw.mengyuan; import net.bytebuddy.agent.builder.AgentBuilder;import net.bytebuddy.description.type.TypeDescription;import net.bytebuddy.dynamic.DynamicType;import net.bytebuddy.implementation.MethodDelegation;import net.bytebuddy.matcher.ElementMatchers;import net.bytebuddy.utility.JavaModule; import java.lang.instrument.Instrumentation;import java.security.ProtectionDomain; public class DemoAgent { / * JVM启动时加载 * @param agentArgs 参数 * @param inst 该对象可以操作一些类里面的方法 */ public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst) { System.out.println("静态加载：当前方法执行在main入口方法之前"); System.out.println("参数：" + agentArgs); // 创建转换器 AgentBuilder.Transformer transformer = new AgentBuilder.Transformer() { @Override public DynamicType.Builder<?> transform(DynamicType.Builder<?> builder, TypeDescription typeDescription, ClassLoader classLoader, JavaModule module, ProtectionDomain protectionDomain) { return builder // 拦截哪些方法 // 仅此仅拦截 public 修饰符的方法 .method(ElementMatchers.isPublic()) // 声明拦截器 // 使用哪个类处理拦截逻辑 .intercept(MethodDelegation.to(AgentInterceptor.class)); } }; // 开始构建 new AgentBuilder.Default() // 拦截哪些类 // 此处仅拦截自身项目下、带有注解 @Controller、@RestController 的类 .type(ElementMatchers.nameStartsWith("wxw.mengyuan").and( ElementMatchers.isAnnotatedWith(ElementMatchers.named("org.springframework.web.bind.annotation.RestController")) .or(ElementMatchers.isAnnotatedWith(ElementMatchers.named("org.springframework.stereotype.Controller"))) )) // 设置转换器 .transform(transformer) // 开始安装 .installOn(inst); System.out.println("静态加载：加载完成"); } / * JVM运行时动态加载 * @param agentArgs 参数 * @param inst 该对象可以操作一些类里面的方法 */ public static void agentmain(String agentArgs, Instrumentation inst) { System.out.println("JVM运行时动态加载"); } }

Spring MVC应用：Controller类

package wxw.mengyuan.banner; import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;import org.springframework.web.bind.annotation.RestController; import javax.annotation.PostConstruct; @RestController@RequestMapping("/demo")public class DemoController { / * 此方法会被拦截增强 */ @PostConstruct public void init() { System.out.println("Controller初始化完毕"); } / * 此方法会被拦截增强 */ @RequestMapping("demoTest") public String demoTest() { print(); return "娃哈哈~"; } / * 私有方法：此方法不会被拦截增强 */ private void print() { System.out.println("进入了Controller方法"); } }

Spring MVC应用：JVM参数

-javaagent:D:/Projects/DEMO/Demo-Agent/target/demo-agent-1.0.0.jar=key1=value1

Spring MVC应用：启动日志

Spring MVC应用：接口调用日志

动态加载示例

时机

在目标程序运行时动态附加

加载方式

通过 Attach API 加载

类加载状态

大部分应用类已加载，转换受限

能力

只能进行受限的字节码转换

重启要求

不需要重启 JVM

代码与运行示例

Agent模块：依赖坐标

<dependency> <groupId>net.bytebuddy</groupId> <artifactId>byte-buddy</artifactId> <version>1.17.8</version></dependency><dependency> <groupId>net.bytebuddy</groupId> <artifactId>byte-buddy-agent</artifactId> <version>1.17.8</version></dependency>

Agent模块：pom.xml 插件配置

<build> <plugins> <!-- Java Agent插件 --> <plugin> <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId> <artifactId>maven-shade-plugin</artifactId> <version>3.6.1</version> <executions> <execution> <!-- 插件在打包时才执行 --> <phase>package</phase> <!-- 插件执行时执行maven-shade-plugin的shade操作 --> <goals> <goal>shade</goal> </goals> <configuration> <!-- 不生成精简pom文件，保持完整的依赖树 --> <createDependencyReducedPom>false</createDependencyReducedPom> <transformers> <!-- 生成jar包时，添加Agent需要的MANIFEST.MF条目 --> <transformer implementation="org.apache.maven.plugins.shade.resource.ManifestResourceTransformer"> <!-- 入口配置 --> <manifestEntries> <!-- 静态加载Agent的入口类 --> <Premain-Class>wxw.mengyuan.DemoAgent</Premain-Class> <!-- 动态加载Agent的入口类 --> <Agent-Class>wxw.mengyuan.DemoAgent</Agent-Class> <!-- 允许重转换已加载类 --> <Can-Retransform-Classes>true</Can-Retransform-Classes> <!-- 允许重新定义类结构 --> <Can-Redefine-Classes>true</Can-Redefine-Classes> <!-- 设置native方法前缀 --> <Can-Set-Native-Method-Prefix>false</Can-Set-Native-Method-Prefix> </manifestEntries> </transformer> <!-- 合并所有依赖中 META-INF/services 目录下的文件 --> <transformer implementation="org.apache.maven.plugins.shade.resource.ServicesResourceTransformer"/> </transformers> <!-- 排除数字签名文件 --> <filters> <filter> <artifact>*:*</artifact> <excludes> <exclude>META-INF/*.SF</exclude> <exclude>META-INF/*.DSA</exclude> <exclude>META-INF/*.RSA</exclude> </excludes> </filter> </filters> <!-- 重命名依赖避免冲突 --> <relocations> <relocation> <pattern>com.google</pattern> <shadedPattern>com.yourcompany.shaded.google</shadedPattern> </relocation> <relocation> <pattern>org.apache</pattern> <shadedPattern>com.yourcompany.shaded.apache</shadedPattern> </relocation> </relocations> </configuration> </execution> </executions> </plugin> </plugins></build>

Agent模块：构造方法拦截处理器

package wxw.mengyuan; import net.bytebuddy.asm.Advice; import java.lang.reflect.Constructor; public class ConstructorAdvice { / * 进入构造方法时调用 * @param constructor 构造方法 * @return 传给 @Advice.OnMethodExit 标注方法中的数据 */ @Advice.OnMethodEnter static long enter(@Advice.Origin Constructor<?> constructor) { System.out.println("进入构造方法: " + constructor.getDeclaringClass().getName()); return System.currentTimeMillis(); } / * 退出构造方法时调用 * @param constructor 构造方法 * @param start @Advice.OnMethodEnter 标注方法的返回值 */ @Advice.OnMethodExit static void exit(@Advice.Origin Constructor<?> constructor, @Advice.Enter long start) { System.out.println("构造方法【" + constructor.getDeclaringClass().getName() + "】执行耗时：" + (System.currentTimeMillis() - start) + "ms"); } }

Agent模块：非构造方法拦截处理器

package wxw.mengyuan; import net.bytebuddy.asm.Advice;import net.bytebuddy.implementation.bytecode.assign.Assigner; import java.lang.reflect.Method; public class NotConstructorAdvice { / * 进入方法时调用 * @param method 方法 * @return 传给 @Advice.OnMethodExit 标注方法中的数据 */ @Advice.OnMethodEnter static long enter(@Advice.Origin Method method) { System.out.println("进入方法: " + method.getDeclaringClass().getName() + "." + method.getName()); return System.currentTimeMillis(); } / * 退出方法时调用 * @param method 方法 * @param start @Advice.OnMethodEnter 标注方法的返回值 * @param returnValue 方法返回结果 * @param throwable 异常 */ @Advice.OnMethodExit(onThrowable = Throwable.class) static void exit(@Advice.Origin Method method, @Advice.Enter long start, @Advice.Return(readOnly = false, typing = Assigner.Typing.DYNAMIC) Object returnValue, @Advice.Thrown Throwable throwable) { String methodInfo = method.getDeclaringClass().getName() + "." + method.getName(); if (throwable != null) { System.err.println("方法【" + methodInfo + "】执行耗时：" + (System.currentTimeMillis() - start) + "ms，异常：" + throwable.getMessage()); } else { System.out.println("方法【" + methodInfo + "】执行耗时：" + (System.currentTimeMillis() - start) + "ms"); } } }

Agent模块：入口类

package wxw.mengyuan; import net.bytebuddy.agent.builder.AgentBuilder;import net.bytebuddy.asm.Advice;import net.bytebuddy.description.type.TypeDescription;import net.bytebuddy.dynamic.DynamicType;import net.bytebuddy.matcher.ElementMatchers;import net.bytebuddy.utility.JavaModule; import java.lang.instrument.Instrumentation;import java.security.ProtectionDomain; public class DemoAgent { / * JVM启动时加载 * @param agentArgs 参数 * @param inst 该对象可以操作一些类里面的方法 */ public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst) { System.out.println("静态加载：当前方法执行在main入口方法之前"); } / * JVM运行时动态加载 * @param agentArgs 参数 * @param inst 该对象可以操作一些类里面的方法 */ public static void agentmain(String agentArgs, Instrumentation inst) { System.out.println("动态加载：JVM运行过程中加载"); System.out.println("参数：" + agentArgs); // 创建转换器 AgentBuilder.Transformer transformer = new AgentBuilder.Transformer() { @Override public DynamicType.Builder<?> transform(DynamicType.Builder<?> builder, TypeDescription typeDescription, ClassLoader classLoader, JavaModule module, ProtectionDomain protectionDomain) { return builder // 对构造方法的拦截处理 .visit(Advice.to(ConstructorAdvice.class).on(ElementMatchers.isConstructor())) // 对非构造方法的拦截处理 // 仅此仅拦截 public 修饰符的方法 .visit(Advice.to(NotConstructorAdvice.class).on(ElementMatchers.isPublic().and(ElementMatchers.not(ElementMatchers.isConstructor())))); } }; // 开始构建 new AgentBuilder.Default() .disableClassFormatChanges() .with(AgentBuilder.RedefinitionStrategy.RETRANSFORMATION) // 打印调试日志 .with(AgentBuilder.Listener.StreamWriting.toSystemOut().withErrorsOnly()) // 拦截哪些类 // 此处仅拦截自身项目下、带有注解 @Controller、@RestController 的类 .type(ElementMatchers.nameStartsWith("wxw.mengyuan").and( ElementMatchers.isAnnotatedWith(ElementMatchers.named("org.springframework.web.bind.annotation.RestController")) .or(ElementMatchers.isAnnotatedWith(ElementMatchers.named("org.springframework.stereotype.Controller"))) )) // 设置转换器 .transform(transformer) // 开始安装 .installOn(inst); System.out.println("动态加载：加载完成"); } }

Spring MVC应用：Controller类

package wxw.mengyuan.banner; import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;import org.springframework.web.bind.annotation.RestController; import javax.annotation.PostConstruct; @RestController@RequestMapping("/demo")public class DemoController { / * 此方法会被拦截增强 */ @PostConstruct public void init() { System.out.println("Controller初始化完毕"); } / * 此方法会被拦截增强 */ @RequestMapping("demoTest") public String demoTest() { print(); return "娃哈哈~"; } / * 私有方法：此方法不会被拦截增强 */ private void print() { System.out.println("进入了Controller方法"); } }

Spring MVC应用：启动日志

测试工程：依赖坐标

<dependency> <groupId>net.bytebuddy</groupId> <artifactId>byte-buddy</artifactId> <version>1.17.8</version></dependency><dependency> <groupId>net.bytebuddy</groupId> <artifactId>byte-buddy-agent</artifactId> <version>1.17.8</version></dependency> <dependency> <groupId>net.java.dev.jna</groupId> <artifactId>jna</artifactId> <version>5.18.1</version> <scope>compile</scope></dependency><dependency> <groupId>net.java.dev.jna</groupId> <artifactId>jna-platform</artifactId> <version>5.18.1</version> <scope>compile</scope></dependency>

测试工程：测试类（编写后运行）

package com.mengyuan; import net.bytebuddy.agent.VirtualMachine; import java.io.IOException; public class DemoMain { public static void main(String[] args) { try { // 参数为目标JVM的PID VirtualMachine vm = VirtualMachine.ForHotSpot.attach("56900"); vm.loadAgent("D://Projects//DEMO//Demo-Agent//target//demo-agent-1.0.0.jar=key1=value1"); System.out.println("运行时动态加载成功"); } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } } }

Spring MVC应用：动态加载日志

Spring MVC应用：接口调用日志

载成功"); } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } }
}

小白/程序员如何系统学习大模型LLM？

由于新岗位的生产效率，要优于被取代岗位的生产效率，所以实际上整个社会的生产效率是提升的。

但是具体到个人，只能说是：

“最先掌握AI的人，将会比较晚掌握AI的人有竞争优势”。

这句话，放在计算机、互联网、移动互联网的开局时期，都是一样的道理。

我在一线互联网企业工作十余年里，指导过不少同行后辈。帮助很多人得到了学习和成长。

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