一种 JVM 的非侵入式运行期 AOP 解决方案

简单点说就是如果线上 Java 服务出现故障，需要加一条日志定位问题，通过该项目可以在不重新部署服务的情况下，完成增加日志的操作。它还支持线上故障模拟、请求录制和结果回放等功能。

特性

无侵入：目标应用无需重启也无需感知沙箱的存在
类隔离：沙箱以及沙箱的模块不会和目标应用的类相互干扰
可插拔：沙箱以及沙箱的模块可以随时加载和卸载，不会在目标应用留下痕迹
多租户：目标应用可以同时挂载不同租户下的沙箱并独立控制
高兼容：支持 JDK[6,11]

沙箱常见应用场景

线上故障定位
线上系统流控
线上故障模拟
方法请求录制和结果回放
动态日志打印
安全信息监测和脱敏

实时无侵入 AOP 框架

在常见的 AOP 框架实现方案中，有静态编织和动态编织两种。

「静态编织」：静态编织发生在字节码生成时根据一定框架的规则提前将 AOP 字节码插入到目标类和方法中，实现 AOP；

「动态编织」：动态编织则允许在 JVM 运行过程中完成指定方法的 AOP 字节码增强.常见的动态编织方案大多采用重命名原有方法，再新建一个同签名的方法来做代理的工作模式来完成 AOP 的功能(常见的实现方案如 CgLib)，但这种方式存在一些应用边界：

侵入性：对被代理的目标类需要进行侵入式改造。比如：在 Spring 中必须是托管于 Spring 容器中的 Bean
固化性：目标代理方法在启动之后即固化，无法重新对一个已有方法进行 AOP 增强

要解决无侵入的特性需要 AOP 框架具备在运行时完成目标方法的增强和替换。在 JDK 的规范中运行期重定义一个类必须准循以下原则

不允许新增、修改和删除成员变量
不允许新增和删除方法
不允许修改方法签名

核心原理

事件驱动

在沙箱的世界观中，任何一个 Java 方法的调用都可以分解为 BEFORE、RETURN 和 THROWS 三个环节，由此在三个环节上引申出对应环节的事件探测和流程控制机制。

// BEFORE
try {

   /*
    * do something...
    */

    // RETURN
    return;

} catch (Throwable cause) {
    // THROWS
}

类隔离策略

沙箱通过自定义的 SandboxClassLoader 破坏了双亲委派的约定，实现了和目标应用的类隔离。所以不用担心加载沙箱会引起应用的类污染、冲突。各模块之间类通过 ModuleJarClassLoader 实现了各自的独立，达到模块之间、模块和沙箱之间、模块和应用之间互不干扰。

类增强策略

沙箱通过在 BootstrapClassLoader 中埋藏的 Spy 类完成目标类和沙箱内核的通讯。

整体架构

快速安装

下载并安装或自行打包

# 下载最新版本的JVM-SANDBOX，oss已到期，或者oss链接不可访问时，可选择自行打包
wget https://ompc.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/jvm-sandbox/release/sandbox-1.3.3-bin.zip

# 解压
unzip sandbox-1.3.3-bin.zip

#自行打包
 cd bin
 ./sandbox-packages.sh
 #target路径下有多种构建件类型，选择一个合适的使用
 cd ../target

挂载目标应用

# 进入沙箱执行脚本
cd sandbox/bin

# 目标JVM进程33342
./sandbox.sh -p 33342

挂载成功后会提示

./sandbox.sh -p 33342
           NAMESPACE : default
             VERSION : 1.2.0
                MODE : ATTACH
         SERVER_ADDR : 0.0.0.0
         SERVER_PORT : 55756
      UNSAFE_SUPPORT : ENABLE
        SANDBOX_HOME : /Users/vlinux/opt/sandbox
   SYSTEM_MODULE_LIB : /Users/vlinux/opt/sandbox/module
     USER_MODULE_LIB : ~/.sandbox-module;
 SYSTEM_PROVIDER_LIB : /Users/vlinux/opt/sandbox/provider
  EVENT_POOL_SUPPORT : DISABLE

卸载沙箱

./sandbox.sh -p 33342 -S
jvm-sandbox[default] shutdown finished.

传送门

开源协议：GPL-3.0 licenses

开源地址：https://github.com/alibaba/jvm-sandbox

-END-

原文始发于微信公众号（开源技术专栏）：一种 JVM 的非侵入式运行期 AOP 解决方案

文章由极客之音整理，本文链接：https://www.bmabk.com/index.php/post/166692.html