Java Agent — 바이트코드를 런타임에 조작하는 방법

package com.example.agent;

import java.lang.instrument.Instrumentation;

public class MyAgent {
    // JVM 시작 시 main() 이전에 호출됨
    public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst) {
        System.out.println("에이전트 로드됨, 인자: " + agentArgs);

        // ClassFileTransformer 등록
        inst.addTransformer(new TimingTransformer());
    }
}

Manifest-Version: 1.0
Premain-Class: com.example.agent.MyAgent
Can-Retransform-Classes: true
Can-Redefine-Classes: true

# 에이전트 JAR을 지정하여 애플리케이션 실행
java -javaagent:my-agent.jar=option1=value1 -jar myapp.jar

public class TimingTransformer implements ClassFileTransformer {

    @Override
    public byte[] transform(
            ClassLoader loader,
            String className,         // 예: com/example/service/UserService
            Class<?> classBeingRedefined,
            ProtectionDomain protectionDomain,
            byte[] classfileBuffer)    // 원본 바이트코드
    {
        // 관심 있는 클래스만 변환
        if (!className.startsWith("com/example/service/")) {
            return null; // null 반환 = 변환하지 않음
        }

        try {
            // 바이트코드 변환 로직 (ASM, ByteBuddy 등 사용)
            return transformClass(classfileBuffer);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
}

public class MyAgent {
    // Attach API로 연결 시 호출
    public static void agentmain(String agentArgs, Instrumentation inst) {
        System.out.println("동적으로 에이전트 연결됨");

        inst.addTransformer(new TimingTransformer(), true);

        // 이미 로드된 클래스도 다시 변환 가능
        try {
            for (Class<?> clazz : inst.getAllLoadedClasses()) {
                if (clazz.getName().startsWith("com.example.service.")) {
                    inst.retransformClasses(clazz);
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

// 별도 프로세스에서 실행
import com.sun.tools.attach.VirtualMachine;

public class AgentAttacher {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 대상 JVM PID
        String pid = args[0];

        VirtualMachine vm = VirtualMachine.attach(pid);
        try {
            vm.loadAgent("/path/to/my-agent.jar", "optionalArgs");
        } finally {
            vm.detach();
        }
    }
}

Class<?> dynamicType = new ByteBuddy()
    .subclass(Object.class)
    .name("com.example.Generated")
    .method(named("toString"))
    .intercept(FixedValue.value("Hello from generated class!"))
    .make()
    .load(getClass().getClassLoader())
    .getLoaded();

Object instance = dynamicType.getDeclaredConstructor().newInstance();
System.out.println(instance.toString()); // "Hello from generated class!"

public class TimingAgent {
    public static void premain(String args, Instrumentation inst) {
        new AgentBuilder.Default()
            // com.example.service 패키지의 모든 클래스 대상
            .type(nameStartsWith("com.example.service"))
            // 모든 public 메서드에 적용
            .transform((builder, typeDescription, classLoader, module, domain) ->
                builder.method(isPublic())
                    .intercept(MethodDelegation.to(TimingInterceptor.class))
            )
            .installOn(inst);
    }
}

public class TimingInterceptor {

    @RuntimeType
    public static Object intercept(
            @Origin Method method,
            @SuperCall Callable<?> callable) throws Exception {

        long start = System.nanoTime();
        try {
            return callable.call(); // 원래 메서드 실행
        } finally {
            long elapsed = System.nanoTime() - start;
            System.out.printf("[%s.%s] %d ms%n",
                method.getDeclaringClass().getSimpleName(),
                method.getName(),
                TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(elapsed));
        }
    }
}

public class TimingAdvice {

    @Advice.OnMethodEnter
    static long enter() {
        return System.nanoTime();
    }

    @Advice.OnMethodExit(onThrowable = Throwable.class)
    static void exit(
            @Advice.Enter long startTime,
            @Advice.Origin Method method,
            @Advice.Thrown Throwable thrown) {

        long elapsed = System.nanoTime() - startTime;
        if (thrown != null) {
            System.err.printf("[%s] 예외 발생: %s (%d ms)%n",
                method.getName(), thrown.getMessage(),
                TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(elapsed));
        } else {
            System.out.printf("[%s] %d ms%n",
                method.getName(),
                TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(elapsed));
        }
    }
}

// Agent에서 Advice 적용
new AgentBuilder.Default()
    .type(nameStartsWith("com.example.service"))
    .transform((builder, type, cl, module, domain) ->
        builder.visit(Advice.to(TimingAdvice.class).on(isPublic()))
    )
    .installOn(inst);

1. -javaagent:dd-java-agent.jar로 JVM 시작
2. premain()에서 Instrumentation 확보
3. 알려진 프레임워크/라이브러리의 클래스에 Transformer 등록
   - Spring MVC: DispatcherServlet
   - JDBC: PreparedStatement
   - HTTP Client: HttpURLConnection, OkHttp 등
4. 각 Transformer가 메서드 진입/종료 시 계측 코드 삽입
   - 트레이스 ID 생성/전파
   - 실행 시간 기록
   - 에러 캡처
5. 수집된 데이터를 비동기로 APM 서버에 전송

plugins {
    id 'java'
}

dependencies {
    implementation 'net.bytebuddy:byte-buddy:1.14.12'
    implementation 'net.bytebuddy:byte-buddy-agent:1.14.12'
}

jar {
    manifest {
        attributes(
            'Premain-Class': 'com.example.agent.MyAgent',
            'Agent-Class': 'com.example.agent.MyAgent',
            'Can-Retransform-Classes': 'true',
            'Can-Redefine-Classes': 'true'
        )
    }
}