JVM：有些內部信息我悄悄告訴你

對於 Java 的反射使用，通常用戶都有所瞭解。特別是在開源框架裏更是大量的使用。經過反射，咱們能拿到一個Java Class 的信息。那對於 JVM 的內部信息，像堆的使用狀況、線程、甚至是建立對象的內存地址、加載的類的內容，該怎麼辦呢？
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其實在 JVM內，有許多內部的信息，好比上面提到的那些，就相似於生活中的內部消息同樣。你能夠想像一些大型應用，一些用戶的數據咱們只能經過 API 受權的方式拿到，普通用戶正常使用的時候，是不可能獲取到這些內容的。就像作爲運行在 JVM 上的普通 Java應用，也很難拿到 JVM 的信息，畢竟 JVM 更底層，是C++ 開發的。java

JVM 會把這些內部信息告訴我們嗎？nginx

好消息是 JVM 把這些重要的內部消息悄悄告訴了「Serviceability Agent(SA)」，對，就是咱們以前提到過的那個(Java虛擬機的顯微鏡 Serviceability Agent)。web

JVM 提供了一些對外的接口，把它的內部信息披露了出來。經過這些接口SA 才得以訪問到 JVM 內部類的結構和地址，也才能從底層觀察到 JVM內部運行的細節。tomcat

你看在SA 圖形界面的HSDB內部，長長的菜單列表，大多都是經過普通Java 應用獲取不到的「內部信息」。微信

這些都是怎麼實現的呢？說到這兒，就不得不提 gHotSpotVMStructs。app

JVM 給提供的那些接口，核心是 gHotSpotVMStructs 這個結構。它對外暴露了JVM內部的大量信息，像原始的堆的地址，線程、棧的地址等等。框架

gHotSpotVMStructs結構指向了不少類以及這些類的字段信息。每一個類都有一系列的字段，每一個字段又有本身的名字，類型，是否靜態等等。若是是靜態字段這個結構還能夠用來訪問它的值。對於一個靜態的對象字段，這個結構體還會提供目標對象的地址。經過這個根地址咱們能夠開始反查JVM內部的一些組件，包括編譯器，線程還有堆。jvm

因此要獲取和理解JVM 這些內部信息的關鍵，是在如何解析這個gHotSpotVMStructs 結構裏面的數據。JVM不只暴露了它的內部類型系統的地址和根對象地址，還有用以解析這些數據的一些額外的符號和值。這包含類描述信息和每一個字段在這個類裏的偏移量，此外 JVM開發者又作了一系列的工做，手動把JVM內部的C++類的字段映射並加載到了全局的gHotSpotVMStructs結構裏。編輯器

SA 就是解析這些信息最好的例子。經過圖形界面咱們能直觀感覺到解析這些信息瞭解到了什麼，經過翻譯 gHotSpotVMStructs暴露出的這些信息，生成Java的包裝類。經過這些包裝類提供出來的接口讓訪問JVM內部系統的工做變的簡單和方便，和普通的Java 應用使用API 相似，解決了訪問和解析內部數據的煩惱。

甚至其它的一些調試工具，診斷工具也是基於這些信息來實現的。

經過咱們使用SA的方式，實際上是經過一個「ptrace」的系統調用，掛起目標JVM 進程，開始讀取 gHotSpotVMStructs 這些內存信息。

看到上面的內容，咱們大體理解了SA 的工做原理。那你若是有這樣的需求，是禁止別人經過 SA 等工具來獲取你JVM 的信息呢？

看，打哪兒指哪兒。答案就是重置gHotSpotVMStructs。這樣工具就不能解析出來這些信息了。

Stackoverflow 上有個解決方案，是編譯一個 agent，在啓動JVM 的時候掛上去，並將gHotSpotVMStructs 設置爲0。

extern void *gHotSpotVMStructs;
int Agent_OnLoad(void *vm, char *options, void *reserved) { gHotSpotVMStructs = 0; return 0;}

啓動的時候，掛接到JVM上。

java -agentpath:/path/to/libnostructs.so ...

再去執行SA 這些工具的時候，就會拋出異常提示信息有問題

Exception in thread "main" java.lang.reflect.InvocationTargetException at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method) at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:62) at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43) at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:498) at sun.tools.jstack.JStack.runJStackTool(JStack.java:140) at sun.tools.jstack.JStack.main(JStack.java:106)Caused by: java.lang.RuntimeException: gHotSpotVMStructs was not initialized properly in the remote process; can not continue at sun.jvm.hotspot.HotSpotTypeDataBase.readVMStructs(HotSpotTypeDataBase.java:418) at sun.jvm.hotspot.HotSpotTypeDataBase.<init>(HotSpotTypeDataBase.java:91) at sun.jvm.hotspot.HotSpotAgent.setupVM(HotSpotAgent.java:395) at sun.jvm.hotspot.HotSpotAgent.go(HotSpotAgent.java:305) at sun.jvm.hotspot.HotSpotAgent.attach(HotSpotAgent.java:140) at sun.jvm.hotspot.tools.Tool.start(Tool.java:185) at sun.jvm.hotspot.tools.Tool.execute(Tool.java:118) at sun.jvm.hotspot.tools.JStack.main(JStack.java:92) ... 6 more