btrace-（字节码）动态跟踪工具

逍遥壮士

发布于 2022-12-01 15:37:31

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发布于 2022-12-01 15:37:31

文章被收录于专栏：技术趋势

源码下载：https://gitee.com/hong99/spring.git (springboot_btrace）

btrace是什么？

github:https://github.com/btraceio/btrace

btrace是一个用于Java平台的安全的动态跟踪工具。BTrace可用于动态跟踪运行中的Java程序(类似于DTrace用于OpenSolaris应用程序和操作系统)。BTrace动态地检测目标应用程序的类注入跟踪代码(“字节码跟踪”)。

个人理解：就是用来做字节码跟踪的，用来解决具体执行了啥，所以日志概念只是一种实现的结果记录。

注意：btrace底层是基于ASM 有兴趣同学看这里：http://asm.ow2.org

下载地址：

https://github.com/btraceio/btrace-maven （maven）

https://github.com/btraceio/btrace.git （gradle）

使用文档：https://github.com/btraceio/btrace/wiki#btrace

https://github.com/btraceio/btrace/releases/tag/v2.2.2 (运行工具)

btrace的一些约定

‍不允许创建对象
不允许创建数组
不允许抛异常
不允许catch异常
不允许随意调用其他对象或者类的方法，只允许调用com.sun.btrace.BTraceUtils中提供的静态方法（一些数据处理和信息输出工具）
不允许改变类的属性
不允许有成员变量和方法，只允许存在static public void方法
不允许有内部类、嵌套类
不允许有同步方法和同步块
不允许有循环
不允许随意继承其他类（当然，java.lang.Object除外）
不允许实现接口
不允许使用assert
不允许使用Class对象
如此多的限制，其实可以理解。BTrace要做的是，虽然修改了字节码，但是除了输出需要的信息外，对整个程序的正常运行并没有影响。

btrace具体场景有哪些？

btrace可以用来做代码日志跟进，以及方法执行过程中分析;

btrace可以用来监控接口性能变慢，分析各个方法的耗时;

btrace可以用来分析gc及调用栈信息;

btrace可以用来分析异常信息;

btrace可以用来收集系统相关信息;

....

btrace的使用

下载btrace的运行包：

https://github.com/btraceio/btrace/releases

配置环境

mac:

#jdk 配置 
export JAVA_HOME="/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_231.jdk/Contents/Home"
CLASS_PATH="$JAVA_HOME/lib"
PATH=".$PATH:$JAVA_HOME/bin"
#关键的配置 btrace环境
BTRACE_HOME=/Users/csh/Desktop/tools/btrace
export BTRACE_HOME
#这个是关键
export PATH=${PATH}:${BTRACE_HOME}/bin

查看版本信息

windows:

BTRACE_HOME:你的路径

PATH新增：%BTRACE_HOME%\bin

查看环境变量

引入客户端包

<dependency>
    <groupId>junit</groupId>
    <artifactId>junit</artifactId>
    <version>3.8.1</version>
    <scope>test</scope>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>com.sun.tools.btrace</groupId>
    <artifactId>btrace-client</artifactId>
    <scope>system</scope>
    <type>jar</type>
    <systemPath>D:/tools/btrace/libs/btrace-client.jar</systemPath>
    <version>2.2.2</version>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>com.sun.tools.btrace</groupId>
    <artifactId>btrace-agent</artifactId>
    <scope>system</scope>
    <systemPath>D:/tools/btrace/libs/btrace-agent.jar</systemPath>
    <version>2.2.2</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.sun.tools.btrace</groupId>
    <artifactId>btrace-boot</artifactId>
    <scope>system</scope>
    <type>jar</type>
    <systemPath>D:/tools/btrace/libs/btrace-boot.jar</systemPath>
    <version>2.2.2</version>
</dependency>

注意：systemPath 为你下载包的路劲

项目配置	版本	备注
springboot	2.4.0
btrace	2.2.2
junit	3.8.1
port	8386

首页

package com.hong.springboot.controller;

import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

/**
 * @author: csh
 * @Date: 2021/1/12 10:16
 * @Description:
 */
@RestController
public class IndexController {
    @RequestMapping("/")
    public String index() {
        return "成功！";
    }

    @RequestMapping("/1")
    public String index1(@RequestParam String name) {
        return name;
    }
}

package com.hong.springboot.config;

import org.openjdk.btrace.core.annotations.*;
import org.openjdk.btrace.core.types.AnyType;

import static org.openjdk.btrace.core.BTraceUtils.Reflective.printFields;
import static org.openjdk.btrace.core.BTraceUtils.println;

@BTrace
public class GetIndexMethod {
 

    @OnMethod(clazz = "com.hong.springboot.controller.IndexController",method = "index1")
    public static void pre(@Self Object self, AnyType params){
        println("classPath:"+self);
        printFields(params);
        println("======end========");
 
    }
 

    @OnMethod(clazz = "com.hong.springboot.controller.IndexController",method = "index1",location = @Location(value = Kind.RETURN))
    public static void getReturn(@Return Object obj, AnyType params, @Duration long time){
        printFields(obj);
        printFields(params);
        println("time:"+time);
        println("======end========");
    }
}

启动项目~

获取pid为：15040 (你的pid)

启动监控，这里注意你的路劲

btrace.bat  15040 ..\samples\GetIndexMethod.java

特别注意啊：这里的 GetIndexMethod.java是我挪到项目中的，所以你也可以在你项目直接打开路径上接运行，不要乱写

请求路径：http://localhost:8386/1?name=test2

结果如下：

编写监控时长

package com.hong.springboot.config;


import org.openjdk.btrace.core.annotations.*;


import static org.openjdk.btrace.core.BTraceUtils.Strings.str;
import static org.openjdk.btrace.core.BTraceUtils.println;
import static org.openjdk.btrace.core.BTraceUtils.timeMillis;

/**
 * @author: csh
 * @Date: 2022/6/25 16:29
 * @Description:监控耗时
 */
@BTrace
public class TlsBtrace {

    @TLS
    private static long startTime = 0;

    @OnMethod(clazz = "com.hong.springboot.controller.IndexController", method="index1")
    public static void startMethod(){
        startTime = timeMillis();
    }

    @OnMethod(clazz = "com.hong.springboot.controller.IndexController", method="index1", location=@Location(Kind.RETURN))
    public static void endMethod(@ProbeClassName String pcm, @ProbeMethodName String pmn) {
        println(pcm + "." + pmn + " [Time taken: " + str(timeMillis() - startTime) + "ms]");
    }
}

到这里是不是跟arthas有点像~，只不过需要自己手动来编码而已。不是那么方便。当然官方提供了大量的demo可以参数路径：\samples 下面的。

当然了，还有另外一种用法，通过代理模式来启动。（这里不列举）

java -javaagent:btrace-agent.jar=[<agent-arg>[,<agent-arg>]*]? <launch-args>

最后

在使用btrace的时候要注意路径以及环境变量的配置，这可能唯一最容易搞错的地方，特别是运行.java的时候的路径，必须要在那个.java的路径里面进行执行或指向这个java文件所在的路径地址再执行，否则会找不着。btrace很简单也很实用，但是要与arthas来对比易用性可能差距就挺大的，但是arthas有一个非常大的问题就是在下载的时候会导致频繁FULL GC 所以看场景需要，如果那些特殊场景，公司监控很严格FULL GC就要看的就可以考虑用这个工具看看，不过使用的时候需要先将包引入这个也比较麻烦~~~~。

参考文章

官网：https://github.com/btraceio/btrace

https://tech.meituan.com/2019/02/28/java-dynamic-trace.html

https://www.oschina.net/p/btrace?hmsr=aladdin1e1

https://www.jianshu.com/p/1b52561e3848

https://www.cnblogs.com/danny-djy/p/9990566.html#:~:text=%20BTrace%E6%98%AF%E4%B8%80%E7%A7%8D%E5%AE%89%E5%85%A8%EF%BC%8C%E5%8A%A8%E6%80%81%E7%9A%84Java%E8%B7%9F%E8%B8%AA%E5%B7%A5%E5%85%B7%E3%80%82,BTrace%E9%80%9A%E8%BF%87%E5%8A%A8%E6%80%81%EF%BC%88%E5%AD%97%E8%8A%82%E7%A0%81%EF%BC%89%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%AD%A3%E5%9C%A8%E8%BF%90%E8%A1%8C%E7%9A%84Java%E7%A8%8B%E5%BA%8F%E7%9A%84%E7%B1%BB%E6%9D%A5%E5%B7%A5%E4%BD%9C%E3%80%82%20BTrace%E5%B0%86%E8%B7%9F%E8%B8%AA%E6%93%8D%E4%BD%9C%E6%8F%92%E5%85%A5%E5%88%B0%E6%AD%A3%E5%9C%A8%E8%BF%90%E8%A1%8C%E7%9A%84Java%E7%A8%8B%E5%BA%8F%E7%9A%84%E7%B1%BB%E4%B8%AD%EF%BC%8C%E5%B9%B6%E5%AF%B9%E8%B7%9F%E8%B8%AA%E7%9A%84%E7%A8%8B%E5%BA%8F%E7%B1%BB%E8%BF%9B%E8%A1%8C%E7%83%AD%E4%BA%A4%E6%8D%A2%E3%80%82

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