Java 调用堆栈检查和操作

Question

我的问题是：是否可以（以任何方式）在运行时分析和修改调用堆栈（帧内容和堆栈内容）？

我正在寻找任何可能性 - 低级、不安全或内部 API、编写 C 扩展的可能性等。唯一的限制：它应该可以在标准运行时使用，无需调试或分析模式。这就是我正在研究“这可能吗？”，而不是“这是个好主意吗？”。

我想从一个框架中收集所有本地数据，将其存储在某处，然后从堆栈中删除该框架，并有可能在以后恢复它。这有效地为我们提供了 JVM 中的延续，它们将允许快速异步框架（如来自 python 的 gevent）和生成器构造（如来自 python 的那些）出现。

这看起来像是重复的问题，但我只找到了用“使用Thread.currentThread().getStackTrace()”或“应该使用调试工具来完成”回答的问题。有similiar question to mine，但它只在询问人想要做什么的情况下得到回答（从事异步计算），而我需要更一般的（面向java堆栈的）答案。 This question 也是类似的，但和以前一样，它侧重于并行化，答案也侧重于此。

我再说一遍：这是提出新语言功能提案过程中的研究步骤。我不想冒险破坏 JVM 中的任何东西 - 我正在寻找可能性，然后我将分析可能的风险并寻找它们。我知道手动操作堆栈是丑陋的，但是使用省略构造函数创建实例也是如此 - 它是对象的基础。肮脏的 hack 可能很脏，但它们可能有助于引入一些很酷的东西。

PS。我知道Quasar 和Lightwolf 存在，但是如上所述，它们是以并发为中心的框架。

编辑

一点澄清：我正在寻找与未来 JVM 和库版本兼容的东西。最好我们谈论的是被认为是稳定的公共 API 的东西，但如果解决方案存在于内部，但几乎是标准的或在成为内部的标准之后（如 sun.misc.Unsafe） - 那也可以。如果它可以通过仅使用 C JVM API 的 C 扩展来实现 - 没关系。如果通过字节码操作可以做到这一点 - 那也可以（我认为 ASM 可以做到）。

Answer 1

不确定是否使用此工具，但您可以查看http://en.wikipedia.org/wiki/GNU_Debugger。

GDB 提供了广泛的工具来跟踪和更改计算机程序的执行。用户可以监控和修改程序内部变量的值，甚至可以独立于程序的正常行为调用函数。

Answer 2

我认为有一种方法可以使用 JVMTI 实现您想要的。

尽管您不能直接做您想做的事（如上面的评论中所述），但您可以在运行时检测/重新定义方法（或整个类）。所以你可以定义每个方法来直接调用另一个方法来“恢复执行上下文”，一旦你有了你想要的堆栈，就用你的原始代码重新定义它们。

例如：假设您要恢复一个堆栈，其中只有 A 调用 B，B 调用 C。 加载A时，改代码直接调用B，一加载B，重新定义直接调用C；调用最顶层的方法（A）；一旦 C 被调用（现在应该很快），将 A 和 B 重新定义为它们的原始代码。

如果涉及多个线程并且必须恢复参数值，它会变得有点复杂，但仍然可以使用 JVMTI。但是，这将值得另一个问题;-)。

希望这可以帮助。如果您需要澄清任何事情，请随时与我联系或发表评论。

编辑： 虽然我认为这是可行的，但我也认为这是很多（！！！）工作，尤其是当您想要恢复参数、局部变量和调用上下文（如 this 指针、持有的锁等）时。

按要求编辑：假设与上面相同的堆栈（A 调用 B 调用 C）。虽然 A、B 和 C 内部有任意代码，但只需像这样重新定义它们：

无效 A() { B(); } 无效 B() { C(); } 无效 C() { 重新定义(); }

到达重新定义方法后，立即使用原始代码重新定义所有类。然后你就有了你想要的堆栈。