Java工具

常见的Java工具有以下几类：

1、诊断类工具，如Arthas、VisualVM等。

2、开发类工具，如Idea、Eclipse。

3、APM应用性能监测工具，如Skywalking、Zipkin等。

4、热部署工具，如Jrebel等。

Arthas中 Java Agent技术

Java Agent技术是JDK提供的用来编写Java工具的技术，使用这种技术生成一种特殊的jar包，这种jar包可以让Java程序运行其中的代码。

Java Agent技术实现了让Java程序执行独立的Java Agent程序中的代码，执行方式有两种：

静态加载模式

静态加载模式可以在程序启动的一开始就执行我们需要执行的代码，适合用APM等性能监测系统从一开始就监控程序的执行性能。静态加载模式需要在Java Agent的项目中编写一个premain的方法，并打包成jar包。

接下来使用以下命令启动Java程序，此时Java虚拟机将会加载agent中的代码并执行。

premain方法会在主线程中执行：

动态加载模式

动态加载模式可以随时让java agent代码执行，适用于Arthas等诊断系统。动态加载模式需要在Java Agent的项目中编写一个agentmain的方法，并打包成jar包。

接下来使用以下代码就可以让java agent代码在指定的java进程中执行了。

agentmain方法会在独立线程中执行：

简化版的Arthas

内存使用情况 JMX技术

JDK从1.5开始提供了Java Management Extensions (JMX) 技术，通过Mbean对象的写入和获取，实现：

运行时配置的获取和更改

应用程序运行信息的获取（线程栈、内存、类信息等）

获取JVM默认提供的Mbean可以通过如下的方式，例如获取内存信息：

ManagementFactory提供了一系列的方法获取各种各样的信息：

方法的执行参数和耗时

Spring AOP是不是也可以实现类似的功能呢？

Spring AOP 确实可以实现统计方法执行时间，打印方法参数等功能，但是使用这种方式存在几个问题：

代码有侵入性，AOP代码必须在当前项目中被引入才能完成相应的功能。

无法做到灵活地开启和关闭功能。

与Spring框架强耦合，如果项目没有使用Spring框架就不可以使用。

所以使用Java Agent技术 + 字节码增强技术，就可以解决上述三个问题。

ASM字节码增强技术

字节码增强框架是在当前类的字节码信息中插入一部分字节码指令，从而起到增强的作用。

ASM是一个通用的 Java 字节码操作和分析框架。它可用于直接以二进制形式修改现有类或动态生成类。ASM重点关注性能。让操作尽可能小且尽可能快，所以它非常适合在动态系统中使用。ASM的缺点是代码复杂。

ASM的官方网址：https://asm.ow2.io/

太复杂了，没有实现打印方法执行参数和耗时。

Byte Buddy字节码增强技术

Byte Buddy 是一个代码生成和操作库，用于在 Java 应用程序运行时创建和修改 Java 类，而无需编译器的帮助。 Byte Buddy底层基于ASM，提供了非常方便的 API。

Byte Buddy官网： https://bytebuddy.net/

APM系统的数据采集

Application performance monitor (APM) 应用程序性能监控系统是采集运行程序的实时数据并使用可视化的方式展示，使用APM可以确保系统可用性，优化服务性能和响应时间，持续改善用户体验。常用的APM系统有Apache Skywalking、Zipkin等。

Skywalking官方网站: https://skywalking.apache.org/

总结

Arthas这款工具用到了什么Java技术？

Arthas主要使用了Java Agent技术，这种技术可以让运行中的Java程序执行Agent中编写的代码。

Arthas使用了Agent中的动态加载模式，可以选择让某个特定的Java进程加载Agent并执行其中的监控代码。监控方面主要使用的就是JMX提供的一些监控指标，同时使用字节码增强技术，对某些类和某些方法进行增强，从而监控方法的执行耗时、参数等内容。

APM系统是如何获取到Java程序运行中的性能数据的？

APM系统比如Skywalking主要使用了Java Agent技术，这种技术可以让运行中的Java程序执行Agent中编写代码。

Skywalking编写了Java Agent，使用了Agent中的静态加载模式，使用字节码增强技术，对某些类和某些方法进行增强，从而监控方法的执行耗时、参数等内容。比如对Controller层方法增强，获取接口调用的时长信息，对数据库连接增强，获取数据库查询的时长、SQL语句等信息。