簡(jiǎn)介

JVM-SANDBOX（沙箱）實(shí)現(xiàn)了一種在不重啟、不侵入目標(biāo)JVM應(yīng)用的AOP解決方案。

沙箱的特性

無(wú)侵入：目標(biāo)應(yīng)用無(wú)需重啟也無(wú)需感知沙箱的存在
類隔離：沙箱以及沙箱的模塊不會(huì)和目標(biāo)應(yīng)用的類相互干擾
可插拔：沙箱以及沙箱的模塊可以隨時(shí)加載和卸載，不會(huì)在目標(biāo)應(yīng)用留下痕跡
多租戶：目標(biāo)應(yīng)用可以同時(shí)掛載不同租戶下的沙箱并獨(dú)立控制
高兼容：支持JDK[6,11]

沙箱常見(jiàn)應(yīng)用場(chǎng)景

線上故障定位
線上系統(tǒng)流控
線上故障模擬
方法請(qǐng)求錄制和結(jié)果回放
動(dòng)態(tài)日志打印
安全信息監(jiān)測(cè)和脫敏

JVM-SANDBOX還能幫助你做很多很多，取決于你的腦洞有多大了。

實(shí)時(shí)無(wú)侵入AOP框架

在常見(jiàn)的AOP框架實(shí)現(xiàn)方案中，有靜態(tài)編織和動(dòng)態(tài)編織兩種。

靜態(tài)編織：靜態(tài)編織發(fā)生在字節(jié)碼生成時(shí)根據(jù)一定框架的規(guī)則提前將AOP字節(jié)碼插入到目標(biāo)類和方法中，實(shí)現(xiàn)AOP；
動(dòng)態(tài)編織：動(dòng)態(tài)編織則允許在JVM運(yùn)行過(guò)程中完成指定方法的AOP字節(jié)碼增強(qiáng).常見(jiàn)的動(dòng)態(tài)編織方案大多采用重命名原有方法，再新建一個(gè)同簽名的方法來(lái)做代理的工作模式來(lái)完成AOP的功能(常見(jiàn)的實(shí)現(xiàn)方案如CgLib)，但這種方式存在一些應(yīng)用邊界：
- 侵入性：對(duì)被代理的目標(biāo)類需要進(jìn)行侵入式改造。比如：在Spring中必須是托管于Spring容器中的Bean。
- 固化性：目標(biāo)代理方法在啟動(dòng)之后即固化，無(wú)法重新對(duì)一個(gè)已有方法進(jìn)行AOP增強(qiáng)。

要解決無(wú)侵入的特性需要AOP框架具備 在運(yùn)行時(shí)完成目標(biāo)方法的增強(qiáng)和替換。在JDK的規(guī)范中運(yùn)行期重定義一個(gè)類必須準(zhǔn)循以下原則：

不允許新增、修改和刪除成員變量
不允許新增和刪除方法
不允許修改方法簽名

JVM-SANDBOX屬于基于Instrumentation的動(dòng)態(tài)編織類的AOP框架，通過(guò)精心構(gòu)造了字節(jié)碼增強(qiáng)邏輯，使得沙箱的模塊能在不違反JDK約束情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)應(yīng)用方法的無(wú)侵入運(yùn)行時(shí)AOP攔截。

源碼

源碼下載-一定要切換到穩(wěn)定版本：
https://github.com/alibaba/jvm-sandbox

也可以直接下載打包好的版本
https://github.com/alibaba/jvm-sandbox/releases/tag/1.3.3

安裝

源碼包導(dǎo)入開(kāi)發(fā)工具后切換到bin目錄：

image.png

注釋掉不需要的插件：

<!-- 為了發(fā)布到MAVEN中央倉(cāng)庫(kù)而用的插件 -->
<plugin>
    <groupId>org.sonatype.plugins</groupId>
    <artifactId>nexus-staging-maven-plugin</artifactId>
    <version>1.6.7</version>
    <extensions>true</extensions>
    <configuration>
        <serverId>luanjia-ossrh</serverId>
        <nexusUrl>https://oss.sonatype.org/</nexusUrl>
        <autoReleaseAfterClose>true</autoReleaseAfterClose>
    </configuration>
</plugin>
<plugin>
    <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
    <artifactId>maven-gpg-plugin</artifactId>
    <version>1.5</version>
    <executions>
        <execution>
            <id>sign-artifacts</id>
            <phase>verify</phase>
            <goals>
                <goal>sign</goal>
            </goals>
        </execution>
    </executions>
</plugin>

打包
打包前先將sandbox-packages.sh腳本中執(zhí)行單測(cè)的代碼調(diào)過(guò)，修改如下：

# maven package the sandbox
mvn clean cobertura:cobertura package -Dmaven.test.skip=true -f ../pom.xml \
    || exit_on_err 1 "package sandbox failed."

修改完成后執(zhí)行腳本./sandbox-packages.sh，腳本執(zhí)行后會(huì)在工程target目錄下生成安裝好的文件，如圖：

image.png

sandbox-stable-bin.zip就是生成好的安裝文件，如果需要在哪里安裝直接將這個(gè)包在那個(gè)服務(wù)器解壓即可。

腳本會(huì)將打包后的文件拷貝到安裝目錄：

# copy jar to TARGET_DIR
cp ../sandbox-core/target/sandbox-core-*-jar-with-dependencies.jar ${SANDBOX_TARGET_DIR}/lib/sandbox-core.jar \
    && cp ../sandbox-agent/target/sandbox-agent-*-jar-with-dependencies.jar ${SANDBOX_TARGET_DIR}/lib/sandbox-agent.jar \
    && cp ../sandbox-spy/target/sandbox-spy-*-jar-with-dependencies.jar ${SANDBOX_TARGET_DIR}/lib/sandbox-spy.jar \
    && cp sandbox-logback.xml ${SANDBOX_TARGET_DIR}/cfg/sandbox-logback.xml \
    && cp sandbox.properties ${SANDBOX_TARGET_DIR}/cfg/sandbox.properties \
    && cp sandbox.sh ${SANDBOX_TARGET_DIR}/bin/sandbox.sh \
    && cp install-local.sh ${SANDBOX_TARGET_DIR}/install-local.sh

目錄結(jié)構(gòu)

./sandbox/
    +--bin/
    |   +--sandbox.sh
    |
    +--cfg/
    |   +--sandbox-logback.xml
    |   +--sandbox.properties
    |   `--version
    |
    +--lib/
    |   +--sandbox-agent.jar
    |   +--sandbox-core.jar
    |   `--sandbox-spy.jar
    |
    +--provider/
    |.  `--sandbox-mgr-provider.jar
    |
    `--module/
      `--sandbox-mgr-module.jar

詳細(xì)說(shuō)明可以參考官網(wǎng)：https://github.com/alibaba/jvm-sandbox/wiki/CONFIG

安裝

方式一直接拷貝打包好的安裝文件：

直接將上面生成的包sandbox-stable-bin.zip拷貝到安裝目錄，直接解壓即可。

方式二直接網(wǎng)上下載release包：

# 下載最新版本的JVM-SANDBOX
wget http://ompc.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/jvm-sandbox/release/sandbox-stable-bin.zip

# 解壓
unzip sandbox-stable-bin.zip

方式三執(zhí)行install-local腳本。

不能直接執(zhí)行工程bin目錄下的install-local.sh腳本，需要執(zhí)行我們上面打包好的target中的腳本，如圖：

image.png

執(zhí)行安裝腳本（本地調(diào)試用這種方式）：

 cd ../target/sandbox
./install-local.sh -p /Users/admin/Documents/

-p：表示安裝目錄，默認(rèn)安裝在${HOME}/.opt目錄下。

啟動(dòng)

sandbox啟動(dòng)有兩種方式：ATTACH和AGENT。

ATTACH方式啟動(dòng)

即插即用的啟動(dòng)模式，可以在不重啟目標(biāo)JVM的情況下完成沙箱的植入。原理和GREYS、BTrace類似，利用了JVM的Attach機(jī)制實(shí)現(xiàn)。

假設(shè)目標(biāo)JVM進(jìn)程號(hào)為'33342'，進(jìn)入沙箱執(zhí)行腳本

cd {安裝目錄}/sandbox/bin

掛載目標(biāo)應(yīng)用

./sandbox.sh -p 33342

掛載成功后會(huì)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

卸載沙箱

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

./sandbox.sh命令參數(shù)詳解： https://github.com/alibaba/jvm-sandbox/wiki/CONFIG

AGENT方式啟動(dòng)

有些時(shí)候我們需要沙箱工作在應(yīng)用代碼加載之前，或者一次性渲染大量的類、加載大量的模塊，此時(shí)如果用ATTACH方式加載，可能會(huì)引起目標(biāo)JVM的卡頓或停頓（GC），這就需要啟用到AGENT的啟動(dòng)方式。

假設(shè)SANDBOX被安裝在了/Users/luanjia/pe/sandbox，需要在JVM啟動(dòng)參數(shù)中增加上

-Xdebug -Xrunjdwp:transport=dt_socket,server=y,suspend=n,address=8000 -javaagent:/Users/luanjia/pe/sandbox/lib/sandbox-agent.jar

這樣沙箱將會(huì)伴隨著JVM啟動(dòng)而主動(dòng)啟動(dòng)并加載對(duì)應(yīng)的沙箱模塊。

對(duì)比Agent和ATTACH，Agent（premain）是JDK5就提供的，主要提供JVM啟動(dòng)時(shí)的代理加載功能，靈活性和易用性欠佳；ATTACH（agentmain）則是JDK6提出的，能夠支持JVM運(yùn)行時(shí)的代理啟動(dòng)，靈活性和易用性好，給線上調(diào)試等提供了底層能力支持。

調(diào)試

sandbox的調(diào)試需要使用遠(yuǎn)程調(diào)試，在目標(biāo)應(yīng)用啟動(dòng)時(shí)加上遠(yuǎn)程調(diào)試參數(shù)（目標(biāo)應(yīng)用必須以非DEBUG模式啟動(dòng)）:

-Xdebug
-Xrunjdwp:transport=dt_socket,server=y,suspend=n,address=8000

image.png

使用IDEA的遠(yuǎn)程調(diào)試功能，并加上如下配置：

-agentlib:jdwp=transport=dt_socket,server=y,suspend=n,address=*:5050

image.png

sandbox以ATTACH方式啟動(dòng)即可：

./sandbox.sh -p `ps -ef | grep java | grep 'com.alibaba.repeater.console.start.Application' | grep -v grep | awk '{print $2}'`

image.png

日志

Sandbox的日志

sandbox的日志配置是在cfg下的sandbox-logback.xml文件。這個(gè)文件會(huì)在沙箱啟動(dòng)時(shí)被加載，通過(guò)配置我們可以找到日志文件位置為${user.home}/logs/sandbox/sandbox.log.%d{yyyy-MM-dd}。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<configuration scan="true" scanPeriod="10000">

    <appender name="SANDBOX-FILE-APPENDER" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
        <file>${user.home}/logs/sandbox/sandbox.log</file>
        <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
            <FileNamePattern>${user.home}/logs/sandbox/sandbox.log.%d{yyyy-MM-dd}</FileNamePattern>
            <MaxHistory>30</MaxHistory>
        </rollingPolicy>
        <encoder>
            <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss} %SANDBOX_NAMESPACE %-5level %msg%n</pattern>
            <charset>UTF-8</charset>
        </encoder>
    </appender>

    <root level="info">
        <appender-ref ref="SANDBOX-FILE-APPENDER"/>
    </root>

</configuration>

module 日志

module本身是一個(gè)單獨(dú)項(xiàng)目（jar），所以module的日志是由項(xiàng)目本身控制，以源碼中的sandbox-debug-module為例，他其實(shí)是一個(gè)module編寫的是示例工程，他的日志可以直接查看項(xiàng)目中的logback.xml文件。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<configuration scan="true" scanPeriod="10000">

    <!-- DEBUG模塊：Servlet監(jiān)控日志 -->
    <logger name="DEBUG-SERVLET-ACCESS" level="INFO">
        <appender class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
            <file>${user.home}/logs/sandbox/debug/servlet-access.log</file>
            <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
                <FileNamePattern>${user.home}/logs/sandbox/debug/servlet-access.log.%d{yyyy-MM-dd}</FileNamePattern>
                <MaxHistory>30</MaxHistory>
            </rollingPolicy>
            <encoder>
                <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss} %-5level %msg%n</pattern>
                <charset>UTF-8</charset>
            </encoder>
        </appender>
    </logger>
    
    <!-- DEBUG模塊：Exception監(jiān)控日志 -->
    <logger name="DEBUG-EXCEPTION-LOGGER" level="INFO">
        <appender class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
            <file>${user.home}/logs/sandbox/debug/exception-monitor.log</file>
            <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
                <FileNamePattern>${user.home}/logs/sandbox/debug/exception-monitor.log.%d{yyyy-MM-dd}</FileNamePattern>
                <MaxHistory>30</MaxHistory>
            </rollingPolicy>
            <encoder>
                <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss} %-5level %msg%n</pattern>
                <charset>UTF-8</charset>
            </encoder>
        </appender>
    </logger>

    <!-- DEBUG模塊：JDBC監(jiān)控日志 -->
    <logger name="DEBUG-JDBC-LOGGER" level="INFO">
        <appender class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
            <file>${user.home}/logs/sandbox/debug/jdbc-monitor.log</file>
            <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
                <FileNamePattern>${user.home}/logs/sandbox/debug/jdbc-monitor.log.%d{yyyy-MM-dd}</FileNamePattern>
                <MaxHistory>30</MaxHistory>
            </rollingPolicy>
            <encoder>
                <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss} %-5level %msg%n</pattern>
                <charset>UTF-8</charset>
            </encoder>
        </appender>
    </logger>

    <!-- DEBUG模塊：JDBC監(jiān)控日志 -->
    <logger name="DEBUG-SPRING-LOGGER" level="INFO">
        <appender class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
            <file>${user.home}/logs/sandbox/debug/spring-monitor.log</file>
            <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
                <FileNamePattern>${user.home}/logs/sandbox/debug/spring-monitor.log.%d{yyyy-MM-dd}</FileNamePattern>
                <MaxHistory>30</MaxHistory>
            </rollingPolicy>
            <encoder>
                <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss} %-5level %msg%n</pattern>
                <charset>UTF-8</charset>
            </encoder>
        </appender>
    </logger>

    <!-- DEBUG模塊默認(rèn)日志 -->
    <root level="INFO">
        <appender class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
            <file>${user.home}/logs/sandbox/debug/debug.log</file>
            <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
                <FileNamePattern>${user.home}/logs/sandbox/debug/debug.log.%d{yyyy-MM-dd}</FileNamePattern>
                <MaxHistory>30</MaxHistory>
            </rollingPolicy>
            <encoder>
                <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss} %-5level %msg%n</pattern>
                <charset>UTF-8</charset>
            </encoder>
        </appender>
    </root>

    <!-- DEBUG模塊：LifeCycle監(jiān)控日志 -->
    <logger name="DEBUG-LIFECYCLE-LOGGER" level="INFO">
        <appender class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
            <file>${user.home}/logs/sandbox/debug/lifecycle-monitor.log</file>
            <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
                <FileNamePattern>${user.home}/logs/sandbox/debug/lifecycle-monitor.log.%d{yyyy-MM-dd}</FileNamePattern>
                <MaxHistory>30</MaxHistory>
            </rollingPolicy>
            <encoder>
                <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss} %-5level %msg%n</pattern>
                <charset>UTF-8</charset>
            </encoder>
        </appender>
    </logger>
</configuration>

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Sandbox 入門（打包、安裝、啟動(dòng)、調(diào)試、日志）

Sandbox 入門（打包、安裝、啟動(dòng)、調(diào)試、日志）

簡(jiǎn)介

沙箱的特性

沙箱常見(jiàn)應(yīng)用場(chǎng)景

實(shí)時(shí)無(wú)侵入AOP框架

源碼

安裝

目錄結(jié)構(gòu)

安裝

方式一直接拷貝打包好的安裝文件：

方式二直接網(wǎng)上下載release包：

方式三執(zhí)行install-local腳本。

啟動(dòng)

ATTACH方式啟動(dòng)

掛載目標(biāo)應(yīng)用

卸載沙箱

AGENT方式啟動(dòng)

調(diào)試

日志

Sandbox的日志

module 日志

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簡(jiǎn)介

沙箱的特性

沙箱常見(jiàn)應(yīng)用場(chǎng)景

實(shí)時(shí)無(wú)侵入AOP框架

源碼

安裝

目錄結(jié)構(gòu)

安裝

方式一直接拷貝打包好的安裝文件：

方式二直接網(wǎng)上下載release包：

方式三執(zhí)行install-local腳本。

啟動(dòng)

ATTACH方式啟動(dòng)

掛載目標(biāo)應(yīng)用

卸載沙箱

AGENT方式啟動(dòng)

調(diào)試

日志

Sandbox的日志

module 日志

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方式三執(zhí)行install-local腳本。