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如何把Java代码玩出花？JVM Sandbox入门教程与原理浅谈

生活百科

在日常业务代码开发中 ， 我们经常接触到AOP ， 比如熟知的Spring AOP 。我们用它来做业务切面 ， 比如登录校验 ， 日志记录 ， 性能监控 ， 全局过滤器等 。但Spring AOP有一个局限性 ， 并不是所有的类都托管在 Spring 容器中 ， 例如很多中间件代码、三方包代码 ， Java原生代码 ， 都不能被Spring AOP代理到 。如此一来 ， 一旦你想要做的切面逻辑并不属于Spring的管辖范围 ， 或者你想实现脱离Spring限制的切面功能 ， 就无法实现了 。
那对于Java后端应用 ， 有没有一种更为通用的AOP方式呢？答案是有的 ， Java自身提供了JVM TI ， Instrumentation等功能 ， 允许使用者以通过一系列API完成对JVM的复杂控制 。自此衍生出了很多著名的框架 ， 比如Btrace ， Arthas等等 ， 帮助开发者们实现更多更复杂的Java功能 。
JVM Sandbox也是其中的一员 。当然 ， 不同框架的设计目的和使命是不一样的 ， JVM-Sandbox的设计目的是实现一种在不重启、不侵入目标JVM应用情况下的AOP解决方案 。
是不是看到这里还是不清楚我在讲什么？别急 ， 我举几个典型的JVM-Sandbox应用场景：

  • 流量回放：如何录制线上应用每次接口请求的入参和出参？改动应用代码固然可以 ， 但成本太大 ， 通过JVM-Sandbox ， 可以直接在不修改代码的情况下 ， 直接抓取接口的出入参 。
  • 安全漏洞热修复：假设某个三方包（例如出名的fastjson）又出现了漏洞 ， 集团内那么多应用 ， 一个个发布新版本修复 ， 漏洞已经造成了大量破坏 。通过JVM-Sandbox ， 直接修改替换有漏洞的代码 ， 及时止损 。
  • 接口故障模拟：想要模拟某个接口超时5s后返回false的情况 ， JVM-Sandbox很轻松就能实现 。
  • 故障定位：像Arthas类似的功能 。
  • 接口限流：动态对指定的接口做限流 。
  • 日志打印
  • ...
可以看到 ， 借助JVM-Sandbox ， 你可以实现很多之前在业务代码中做不了的事 ， 大大拓展了可操作的范围 。
本文围绕JVM SandBox展开 ， 主要介绍如下内容：
  • JVM SandBox诞生背景
  • JVM SandBox架构设计
  • JVM SandBox代码实战
  • JVM SandBox底层技术
  • 总结与展望
JVM Sandbox诞生背景JVM Sandbox诞生的技术背景在引言中已经赘述完毕 ， 下面是作者开发该框架的一些业务背景 ， 以下描述引用自文章:
JVM SandBox 是阿里开源的一款 JVM 平台非侵入式运行期 AOP 解决方案 ， 本质上是一种 AOP 落地形式 。那么可能有同学会问：已有成熟的 Spring AOP 解决方案 ， 阿里巴巴为什么还要“重复造轮子”？这个问题要回到 JVM SandBox 诞生的背景中来回答 。在 2016 年中 ， 天猫双十一催动了阿里巴巴内部大量业务系统的改动 ， 恰逢徐冬晨（阿里巴巴测试开发专家）所在的团队调整 ， 测试资源保障严重不足 ， 迫使他们必须考虑更精准、更便捷的老业务测试回归验证方案 。开发团队面临的是新接手的老系统 ， 老的业务代码架构难以满足可测性的要求 ， 很多现有测试框架也无法应用到老的业务系统架构中 ， 于是需要新的测试思路和测试框架 。
为什么不采用 Spring AOP 方案呢？Spring AOP 方案的痛点在于不是所有业务代码都托管在 Spring 容器中 ， 而且更底层的中间件代码、三方包代码无法纳入到回归测试范围 ， 更糟糕的是测试框架会引入自身所依赖的类库 ， 经常与业务代码的类库产生冲突 ， 因此 ， JVM SandBox 应运而生 。

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