前言
相信很多人都“免費(fèi)激活”過 IDEA吧，在IDEA 的vmoptions配置里，加行配置就行：
或者是這樣“拖到IDEA窗口中”的形式：
再或者用過一些APM工具，在JVM啟動腳本上增加了
-javaagent:/path/to/apm-agent.jar，就可以自動進(jìn)行追蹤。再或者用過Arthas之類的JVM診斷工具，這些工具都是通過Java Agent的技術(shù)去實(shí)現(xiàn)的。**
比如上面說的“免費(fèi)激活”，其實(shí)就是在運(yùn)行時期修改了驗證license的相關(guān)代碼。JAVA 李 Agent 這么強(qiáng)大的功能，你難道不打算自己親自寫一個試試嗎？
基礎(chǔ)知識
Java Agent 算是JVM的一個插件，以一個Jar包的形式存在。可以做到在運(yùn)行時期，修改你的字節(jié)碼文件，從而達(dá)到增強(qiáng)、修改等效果，通過 JVM 提供的 Instrumentation API來實(shí)現(xiàn)。
第一個 Java Agent
一個Java Agent，由以下幾個組件構(gòu)成：
[圖片上傳失敗...(image-db904-1617341457831)]
- Agent Class - Agent的功能類
- Packaging - 在MANIFEST.MF文件中定義Agent Class的位置和方式
- “裝載點(diǎn)”，比如-javaagent:<jarfile>[=arguments]，指定加載的agent.jar文件
廢話不多說，下面正式開始編寫這個Agent
1. 創(chuàng)建Agent Class
首先要創(chuàng)建一個Agent Class，這個Class作為我們Agent插件的入口類。配置好-javaagent后，JVM在啟動時會執(zhí)行我們Agent Class的premain方法
import java.lang.instrument.Instrumentation;
public class Agent {
public static void premain(String args, Instrumentation instrumentation){
ClassLoggerTransformer transformer = new ClassLoggerTransformer();
instrumentation.addTransformer(transformer);
}
}
復(fù)制代碼
在premain方法中，除了args參數(shù)，還有一個instrumentation對象。這個是Java Agent的核心對象，通過該對象可以注冊ClassFileTransformer。
**ClassFileTransformer **就是負(fù)責(zé)字節(jié)碼轉(zhuǎn)換的核心接口了，已注冊的ClassFileTransformer可以攔截JVM中所有類的加載，并且可以獲取到已加載類的字節(jié)碼，來看一下這個接口的源碼：
public interface ClassFileTransformer {
byte[]
transform( ClassLoader loader,
String className,//className，全類名（包括路徑，"/"分割）
Class<?> classBeingRedefined,//類定義轉(zhuǎn)換時的Class對象，初始加載時為空
ProtectionDomain protectionDomain,//protection...
byte[] classfileBuffer)//加載的Class字節(jié)碼數(shù)據(jù)
throws IllegalClassFormatException;
}
復(fù)制代碼
2. 定義一個Transformer
了解了ClassFileTransformer接口之后，現(xiàn)在來寫一個ClassLoggerTransformer實(shí)現(xiàn)類。為了簡單，這個實(shí)現(xiàn)類只有一個功能：將已加載的字節(jié)碼轉(zhuǎn)儲到文件中
public class ClassLoggerTransformer implements ClassFileTransformer {
//返回值是替換的字節(jié)碼數(shù)據(jù)
@Override
public byte[] transform(ClassLoader loader,
String className,
Class<?> classBeingRedefined,
ProtectionDomain protectionDomain,
byte[] classfileBuffer) throws IllegalClassFormatException {
try {
Path path = Paths.get("classes/" + className + ".class");
//將字節(jié)碼數(shù)據(jù)classfileBuffer，存儲到classes目錄下，以.class文件作為后綴
Files.write(path, classfileBuffer);
} catch (Throwable ignored) { // ignored, don’t do this at home kids
} finally { return classfileBuffer; }
}
}
復(fù)制代碼
好了，第一個Agent 的功能代碼部分已經(jīng)完成了，下面需要 Agent 解決入口的配置
3. 構(gòu)建 agent.jar
現(xiàn)在我們需要將代碼構(gòu)建成一個Jar，并且Jar內(nèi)的MANIFEST.MF文件中，需要包含Agent Class的配置，最終我們的MANIFEST.MF文件應(yīng)該是這樣：
Manifest-Version: 1.0
Premain-Class: com.github.kongwu.agentsamples.firstagent.Agent//Agent Class的全類名
Can-Redefine-Classes: true //允許重新定義
Can-Retransform-Classes: true //允許運(yùn)行時轉(zhuǎn)換
復(fù)制代碼
通過Maven的構(gòu)建插件，很容易完成MANIFEST.MF文件的配置：
<plugin>
<groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
<artifactId>maven-jar-plugin</artifactId>
...
<configuration>
<archive>
<manifestFile>src/main/resources/META-INF/MANIFEST.MF</manifestFile>
</archive>
</configuration>
...
</plugin>
復(fù)制代碼
只需要在項目的
src/main/resources/META-INF/路徑下，增加一個MANIFEST.MF的模板，模板文件里按照上面介紹的定義即可，最后mvn clean package就可以構(gòu)建出我們的agent jar了（默認(rèn)目錄在${projectpath}/target/），這個jar包內(nèi)會包含我們上面的MANIFEST.MF模板文件
好了，大功告成，我們第一款A(yù)gent已經(jīng)開發(fā)完了，下面來測試一下：
## 隨便找個項目，或者可執(zhí)行的jar包
## 默認(rèn)的啟動方式，直接java -jar
java -jar first-app.jar
## 啟動時添加我們剛才構(gòu)建的first-agent.jar
java -javaagent:/path/to/first-agent.jar -jar first-app.jar
復(fù)制代碼
增加agent運(yùn)行后，所有運(yùn)行時期加載的Class的字節(jié)碼，就會轉(zhuǎn)儲到我們的classes目錄下了
如果你是在 IDEA 中運(yùn)行，也可以在Run/Debug Configurations面板中，add vm options
上面這個例子好像有點(diǎn)過于簡單，只是“攔截”了字節(jié)碼數(shù)據(jù)進(jìn)行了轉(zhuǎn)儲，并沒有進(jìn)行字節(jié)碼的修改。其實(shí)
ClassFileTransformer.transform的返回值，就是我們要替換的數(shù)據(jù)；只需要在transform方法中返回新的字節(jié)碼數(shù)據(jù)，就可以做到增強(qiáng)/替換類了（不過這個增強(qiáng)/替換是有一些限制的，比如不能修改方法簽名之類的，本文不做過多介紹）
介紹完了基本的Agent實(shí)現(xiàn)，下面來學(xué)習(xí)一個Agent的實(shí)際例子：通過Agent來“免費(fèi)激活”
通過Agent 實(shí)現(xiàn)“免費(fèi)激活”
前言中提到的，IDEA“免費(fèi)激活”的工具也是通過Agent實(shí)現(xiàn)的，其實(shí)基本原理很簡單，就是寫一個Agent，動態(tài)修改驗證license的那些代碼而已。
比如我們使用一款需要授權(quán)許可證的Java 軟件，其內(nèi)部驗證許可證的代碼是下面這段（偽代碼）
public boolean verifyLicense(String encryptedLicense){
//請求服務(wù)器驗證許可……
boolean passed = licenseServer.verifyLicense(encryptedLicense);
if(!passed){
//do sth
}
return passed;
}
復(fù)制代碼
那么我們只需要通過Agent，動態(tài)的來修改這個verifyLicense方法，將驗證結(jié)果修改為直接通過，就可以繞過這個許可驗證機(jī)制了，還不用修改原始Jar包
public boolean verifyLicense(String encryptedLicense){
//修改后，直接返回true
return true;
}
復(fù)制代碼
那么怎么修改這個類方法呢？
有兩種方式：
- 提前解壓jar包，反編譯那個Class文件，得到Java文件后修改verifyLicense方法后重新編譯
- 在ClassFileTransformer實(shí)現(xiàn)中，通過傳入的該類字節(jié)碼數(shù)據(jù)，使用一些字節(jié)碼操作工具進(jìn)行修改
本文例子為了簡單，使用第一種方式，提前反編譯、修改，再保存重新編譯的Class文件到Agent 項目里：
只需要創(chuàng)建一個ClassFileTransformer，進(jìn)行這個驗證許可證Class的替換：
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.lang.instrument.ClassFileTransformer;
import java.lang.instrument.IllegalClassFormatException;
import java.security.ProtectionDomain;
public class HackVerifierClassFileTransformer implements ClassFileTransformer {
@Override
public byte[] transform(ClassLoader loader, String className, Class<?> classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain, byte[] classfileBuffer) throws IllegalClassFormatException {
//只替換這個驗證的類 - LicenseVerifier
if(className.equals("com/github/kongwu/agentsamples/firstagent/verifierapp/LicenseVerifier")){
return loadHackClassBuffer(loader);
}
return null;
}
private byte[] loadHackClassBuffer(ClassLoader loader) {
//反編譯 -> 修改 -> 重新編譯的LicenseVerifier.class 文件，換個后綴防止被JVM自動加載
try (InputStream input = loader.getResourceAsStream("LicenseVerifier.classdata")){
int n;
ByteArrayOutputStream outputBuffer = new ByteArrayOutputStream();
byte[] buffer = new byte[4096];//4k
//-1 : end of file
while (-1 != (n = input.read(buffer))) {
outputBuffer.write(buffer,0,n);
}
return outputBuffer.toByteArray();
}catch (IOException e){
System.err.println("load the hackfile failed!");
return null;
}
}
}
復(fù)制代碼
然后在Agent Class中，注冊這個
HackVerifierClassFileTransformer
import java.lang.instrument.Instrumentation;
public class Agent {
public static void premain(String args, Instrumentation instrumentation){
HackVerifierClassFileTransformer transformer = new HackVerifierClassFileTransformer();
instrumentation.addTransformer(transformer);
}
}
復(fù)制代碼
最后只需要像上面那樣，配置下MANIFEST.MF的生成，然后構(gòu)建Agent Jar包，就完成了我們這個“免費(fèi)激活”的Agent 插件
以后運(yùn)行該 Java 軟件時，只需要增加
-javaagent:/path/to/hack-agent.jar，就實(shí)現(xiàn)了“免費(fèi)激活”
## 默認(rèn)的啟動方式，直接java -jar
java -jar verifier-app.jar
## 啟動時添加我們剛才構(gòu)建的agent.jar
java -javaagent:/path/to/hack-agent.jar -jar verifier-app.jar
復(fù)制代碼
文中例子完整的代碼在github.com/kongwu-/age…，有需要的同學(xué)可以自行下載
常用的字節(jié)碼操作類庫
- ASM
- cglib
- javaassist
- ByteBuddy
以上的幾個字節(jié)碼操作類庫，最推薦的是ByteBuddy，使用方式上最簡單
總結(jié)
本文介紹的這個“免費(fèi)激活”的方式，僅用于學(xué)習(xí)交流，不要用于一些非法的場景，做一個遵紀(jì)守法的好公民，不然會被請去喝茶就不太好了……
