让 Java Agent 在 Dragonwell 上更好用

本文是《容器中的Java》系列文章之 3/n ，欢迎关注后续连载 :) 。

背景

Java Agent 技术能够动态修改 Java 应用程序行为，而不用重新修改代码。

正是因为这些特点，很多中间件团队、云厂商团队、开源产品，开始使用 Java Agent 技术来提供一些基础能力，比如 Apache Skywalking、OpenTelemetry 都提供了 Java Agent。

在早前，中间件团队通过SDK提供能力（比如可观测、微服务治理能力等）；但中间件团队每次新增特性、修复缺陷，都需要各个业务方更新SDK版本、重新发布。

随着公司架构越来越复杂，随着云厂商开始提供中间件能力，这种逐个推动SDK使用方更新的方式越来越麻烦。

而用了 Java Agent 之后，业务同学只需要写业务代码；中间件能力通过设置环境变量来动态注入Java Agent来实现。Java Agent的更新，也只需要重启应用即可。

问题

我们以一个微服务demo为例。先在一个Kubernetes集群中部署demo，然后通过JAVA_TOOL_OPTIONS使用用Java Agent：

$ echo $JAVA_TOOL_OPTIONS
-javaagent:/home/admin/.opt/ArmsAgent/arms-bootstrap-1.7.0-SNAPSHOT.jar ...

我们登陆容器时，就能看到注入的 Java Agent：

但这样的结果是容器中所有的JVM，都会挂载 Java Agent。

比如就执行一个java -version，也要加载 Java Agent：

还有jstack也会加载 Java Agent :

1. java/jps/jstack/jcmd等JDK自带的问题排查工具，都会去从环境变量加载Java Agent。
2. 因为 Java Agent 是在JVM初期加载的，所以Java Agent会先耗费6-7s来加载agent逻辑。
3. 但作为JDK工具，其实没有任何业务逻辑，不需要微服务治理能力。可以不用加载Java Agent的。

我们设想下这个场景：线上应用出现问题了，运维同学要抓现场，上去就想jstack拉一下stacktrace信息。
结果先要加载java agent，不但浪费了CPU和内存，更容易错过问题排查的现场。

但，一边要通过环境变量无侵入注入Java Agent，一边又要不在某些进程内注入。看起来无解了？

修复

首先，注入 Java Agent 与否，是JVM确定的。我们只需要修改 JVM 的判断逻辑即可。
在这一点上，Dragonwell团队有着丰富的经验。

其次，我们看下JVM的行为，现有的开源行为如下：

• JDK相关命令，都会从JAVA_TOOL_OPTIONS加载 Java Agent
• OpenJDK9之后，引入了JDK_JAVA_OPTIONS，这个环境变量只会被java命令使用。jps/jstack等命令不会加载。
• 有些JDK厂商，会有自己的扩展环境变量， 比如，IBM会读取IBM_JAVA_OPTIONS，开源后的OpenJ9开始使用OPENJ9_JAVA_OPTIONS，Oracle/OpenJDK使用_JAVA_OPTIONS。

本来JDK_JAVA_OPTIONS能够很好的满足需求，但作为“你发任你发，我用Java8”的业务开发同学，稳定为先，所以 Java 8 是一定要支持的。

经过和Dragonwell的讨（si）论（bi），确定了如下修改：

• DRAGONWELL_JAVA_OPTIONS，和IBM_JAVA_OPTIONS类似，设置某些只用于Dragonwell的Java参数。
• DRAGONWELL_JAVA_TOOL_OPTIONS_JDK_ONLY，和JDK_JAVA_OPTIONS类似。
  如果DRAGONWELL_JAVA_TOOL_OPTIONS_JDK_ONLY=true，则JAVA_TOOL_OPTIONS只会被java命令加载。jps/jstack不会加载JDK_JAVA_OPTIONS环境变量、不会加载Java Agent。

经过上面的改造，就可以做到只对业务Java进程加载 Java Agent 。同时不影响jps/jstack等JDK自带的运维命令。

当然，Dragonwell作为开源项目，讨论的整体流程都是在GitHub Issue上完成的，欢迎围观、吃瓜、吐槽：
https://github.com/alibaba/dragonwell8/issues/330#issuecomment-1138083844

最终效果

让我们使用最新的Dragonwell版本，跑一下业务应用，模拟一下运维场景：

可以看到，有JAVA_TOOL_OPTIONS能够保证业务进程加载 Java Agent，同时也保证了 java -version等JDK运维工具不会加载Java Agent了。

总结

在云原生领域，Java Agent作为一种无侵入、低开销的运行时增强能力，业务同学不同修改一行代码即可接入可观测、微服务治理等中间件能力。让业务专注于业务价值。