java - 检测代码后出现 NoClassDefFoundError

Question

我将我的 Java 代理动态附加到用于检测代码的 java 进程。基本上，它向方法的每个开始添加静态调用:

//method start   
AgentClass.staticMethod();  
//method body  

AgentClass 位于代理的 .jar 中。但在检测后，进程开始执行新代码并抛出 NoClassDefFoundError，它找不到 AgentClass。 我尝试以包含 try-catch block 的方式对类进行测试，并使用 forName 加载 AgentClass，如下所示:

try {
    AgentClass.staticMethod();
} catch(NoClassDefFoundError e) {
    Class.forName("AgentClass");
}

但是后来我遇到了一些与重新计算堆栈帧相关的错误，例如: 由以下原因引起:java.lang.VerifyError:分支目标 20 处的堆栈映射帧不一致 我通过使用 visitMaxs() 解决了这个问题(我正在使用 ASM 库)。然后我得到了这个:StackMapTable 错误:错误的偏移量。 这是通过使用 GOTO 而不是 RETURN 解决的，但后来我得到:ClassFormatError:方法中的非法局部变量表。

有没有更简单的方法来解决我最初的 NoClassDefFoundError 错误？

更新:我的代理类是使用应用程序类加载器(sun.misc.Launcher$AppClassLoader)加载的，并且我想要检测的进程使用自定义 URL 类加载器。

更新2: 这就是我想要转换成字节码的内容:

 try {
        AgentClass agent = AgentClass.staticMethod();
     } catch (Throwable e) {
        try {
           Class.forName("AgentClass");
        } catch (ClassNotFoundException ex) {
     }
   }

我的 MethodVisitor(我不太擅长字节码，因此字节码是由 ASM 使用 TraceClassVisitor 自动生成的。):

protected MethodVisitor createVisitor(MethodVisitor mv,final String name,final String desc,int access,String signature,String[]exceptions){
        int variablesCount = (8 & access) != 0 ? 0 : 1;
        Type[]args=Type.getArgumentTypes(desc);
       
        for(int i=0;i<args.length; ++i){
        Type arg=args[i];
        variablesCount+=arg.getSize();
        }

        final int varCount=variablesCount;


        return new MethodVisitor(458752,mv){
public void visitCode(){
        Label label0=new Label();
        Label label1=new Label();
        Label label2=new Label();
        this.mv.visitTryCatchBlock(label0,label1,label2,"java/lang/Throwable");
        Label label3=new Label();
        Label label4=new Label();
        Label label5=new Label();
        this.mv.visitTryCatchBlock(label3,label4,label5,"java/lang/ClassNotFoundException");
        this.mv.visitLabel(label0);
        this.mv.visitLineNumber(42,label0);
        this.mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKESTATIC,"AgentClass","staticMethod","()LAgentClass;",false);
        this.mv.visitVarInsn(Opcodes.ASTORE,varCount);
        this.mv.visitLabel(label1);
        this.mv.visitLineNumber(48,label1);
        Label label6=new Label();
        this.mv.visitJumpInsn(Opcodes.GOTO,label6);
        this.mv.visitLabel(label2);
        this.mv.visitLineNumber(43,label2);
        this.mv.visitFrame(Opcodes.F_SAME1,0,null,1,new Object[]{"java/lang/Throwable"});
        this.mv.visitVarInsn(Opcodes.ASTORE,0);
        this.mv.visitLabel(label3);
        this.mv.visitLineNumber(45,label3);
        this.mv.visitLdcInsn("AgentClass");
        this.mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKESTATIC,"java/lang/Class","forName","(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/Class;",false);
        this.mv.visitInsn(Opcodes.POP);
        this.mv.visitLabel(label4);
        this.mv.visitLineNumber(47,label4);
        this.mv.visitJumpInsn(Opcodes.GOTO,label6);
        this.mv.visitLabel(label5);
        this.mv.visitLineNumber(46,label5);
        this.mv.visitFrame(Opcodes.F_FULL,1,new Object[]{"java/lang/Throwable"},1,new Object[]{"java/lang/ClassNotFoundException"});
        this.mv.visitVarInsn(Opcodes.ASTORE,1);
        this.mv.visitLabel(label6);
        this.mv.visitLineNumber(49,label6);
        this.mv.visitFrame(Opcodes.F_CHOP,1,null,0,null);
        this.mv.visitInsn(Opcodes.RETURN);
        this.mv.visitLocalVariable("e","Ljava/lang/Throwable;",null,label3,label6,0);
        this.mv.visitMaxs(1, 2);
        
        super.visitCode();
        }
        ...
        }
        }

更新3 这是我在运行时附加代理的方式:

final VirtualMachine attachedVm = VirtualMachine.attach(String.valueOf(processID));
attachedVm.loadAgent(pathOfAgent, argStr);
attachedVm.detach();
                                  

Answer 1

现在我的猜测是你的类加载器层次结构类似于:

boot class loader
  platform class loader
    system/application class loader
    custom URL class loader

或者也许:

boot class loader
  platform class loader
    system/application class loader
  custom URL class loader

即应用程序类加载器和自定义 URL 类加载器是同级的，或者以某种其他方式位于类加载器层次结构的不同部分，即其中一个加载的类对于另一个而言是未知的。

解决这个问题的方法是找到一个共同的祖先，并确保您的检测方案所需的类已加载到那里。我通常使用引导类加载器。在我向您解释如何以编程方式将类添加到引导类加载器之前，请尝试通过 -Xbootclasspath/a:/path/to/your/agent 在 Java 命令行上手动将代理 JAR 添加到引导类路径.jar 并查看自定义 URL 类加载器是否找到该类。如果这行不通，我会感到非常惊讶。然后请报告回来，我们可以继续。

另请解释如何附加仪器代理:

• 通过 -javaagent:/path/to/your/agent.jar 或
• 在运行时通过热连接(如果是这样，请显示代码)

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在澄清一些 OP 评论后进行更新:

可以通过调用方法Instrumentation.appendToBootstrapClassLoaderSearch(JarFile)将JAR(不是单个类)添加到引导类路径中。在代理的 premain 或(对于热附加)agentmain 方法中，JVM 会向您传递一个可用于该目的的 Instrumentation 实例。

警告:您需要在引导类路径上所需的任何类被其他已加载的类(包括代理类本身)导入或使用之前添加 JAR。因此，如果在您的情况下，兄弟类加载器中的另一个类调用的 AgentClass 方法恰好位于包含 premain 和 agentmain 的同一个类中> 方法，您希望将该方法(以及可能从外部调用的所有其他方法)分解到另一个实用程序类中。另外，不要直接从代理主类引用该类，而是首先让代理将其自己的 JAR 添加到启动类路径，然后通过反射而不是直接从代理主类调用其中的任何方法。代理主类完成工作后，其他类可以直接引用引导类路径中的类，问题就解决了。

但是仍然存在一个问题:代理如何找到要添加到引导类路径的 JAR 路径？那取决于你。您可以在命令行上设置系统属性，从文件中读取路径，进行硬编码，然后将其作为代理配置字符串通过 attachedVm.loadAgent( 传递给 premain/agentmain ) agentPath, configString) (在本例中，configString 再次包含代理路径)或其他内容。或者，创建一个内部 JAR 作为主代理 JAR 内的资源，其中包含要放在引导类加载器上的类。代理可以加载资源，将其保存到临时文件中，然后将临时文件路径添加到引导类路径。这有点复杂，但很干净，因此在代理开发人员中很受欢迎。有时这种方案被称为“蹦床代理”方法。