Instrumenta

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Instrumentação de bytecode Java

• Eduardo Lourenço Apolinário

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Problema

• Como alterar um programa que já pode estar em
  execução?

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Tentativa 1

• Alterar o código fonte e tentar recompilar o
  código (fazendo parsing pra achar o método main,
  etc).
• Problemas
• O usuário não (re)compila os fontes de um
  programa
• Em programas proprietários, o fonte não está
  disponível
• Abordagem ingênua

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Tentativa 2

• Decompilar uma classe e mexer no código fonte
  decompilado.
• Problemas
• Obfuscação dos .class

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Tentativa 3

• Alteração do Extensions Class Loader para
  patching de classes do core.
• Para isntrumentação de bytecode java, algumas
  alternativas
• Asm
• BCEL
• SERP
• Javassist

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Mas vamos por partes...
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Divisão dos Class Loaders

• Bootstrap Class Loader
• Diretórios e arquivos JAR listados na propriedade
  do sistema sun.boot.class.
• Pode ser manipulado com -Xbootclasspath
• Extensions Class Loader
• Diretórios e arquivos listados em java.ext.dirs,
  que geralmente aponta pra lib/ext do JRE.
• Comando -Djava.ext.dirsltpathgt
• Application Class Loader
• Diretórios listados em java.class.path, que é o
  CLASSPATH

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Mas por que o Extensions ?

• As classes em Java são carregadas do bootstrap
  pra baixo, ou seja, primeiro o bootstrap tenta,
  depois o extensions, depois o application.
• É mais complicado alterar o Bootstrap class
  loader.
• Poderia alterar o application, mas ficaria preso
  a uma só aplicação.

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O Class Loader

• Carrega as classes, logo, é um ponto fundamental
  de um sistema java.
• Não é difícil construir um class loader, basta
  herdar de java.lang.ClassLoader e alterar, no
  mínimo, o método findClass.

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Instrumentação de bytecode

• Alteração de bytecode java
• ASM
• Biblioteca muito pequena, com ótima performance
  e, o melhor, de fácil utilização
• Plugins para eclipse
• BCEL
• Projeto da Apache
• Mais antigo
• Tamanho 10 vezes maior que a ASM, performance
  700 menor

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Instrumentação de bytecode

• Javassist
• Tem facilidades de alteração de bytecode via
  código java.
• Projeto do JBoss
• É muito maior que as outars bibliotecas
• Performance entre 400 e 500 menor que a ASM

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Tá, mas qual eu escolhi?

• Testei o ASM e o Javassist
• O ASM te força a entender dos bytecode java (que
  não é difícil de entender, vide
  http//www-128.ibm.com/developerworks/ibm/library/
  it-haggar_bytecode/
• Como dito anteriormente, o javassist é quase uma
  mãe.

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Exemplo

• Classe Person e Main.
• Demonstração

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Referências

• Covert Java, 2004, Sams Publishing
• Manning - Java Reflection in Action (2005)
• Addison-Wesley - Component Development for the
  Java Platform (2002)
• ttp//asm.objectweb.org/doc/tutorial-asm-2.0.html
• http//www.csg.is.titech.ac.jp/chiba/javassist/tu
  torial/tutorial.html
• http//www-128.ibm.com/developerworks/java/library
  /j-onejar/
• http//www-128.ibm.com/developerworks/java/library
  /j-dyn0916.html
• http//www-128.ibm.com/developerworks/ibm/library/
  it-haggar_bytecode/
• http//weblogs.java.net/blog/kellyohair/archive/20
  05/05/bytecode_instru.html
• http//www.kevinboone.com/classpath.html