Debug Java Application

Debugger Java Application

总结一些关于Java Debug的经验，一般来说Java开发者调试Java程序是通过IDE，比如Eclipse，以Debug方式启动之后，可以在任意行加入断点，待程序运行到这一行的时候会被断点阻塞。众所周知Java程序是以class文件中的字节码方式来运行，JVM负责解读字节码转换成JVM内部指令，如果查阅JVM Specification的文档，即使是手工都能翻译出每个字节码的含义，就像古老的汇编指令一样，0~255每个byte代表一个指令，不同的指令又需要不同数量的参数，由此来依次读入恰当数量的字节码，翻译成真正的机器指令运行。

 

其实，除了程序员编写的程序对应的字节码之外，class文件中还包含有大量的调试信息，这些信息是用于记录每一个JVM指令对应着怎样的代码，每个变量的声明位置，以及每个函数调用、数值计算对应的源代码中的行号……所有这些调试信息都可以被JVM用于运行时提供反馈，对断点和调试操作的响应。

 

所以，如果没有特别的编译指令来处理掉这些调试信息，也没有混淆器来混乱这些调试信息，即使只得到了class文件，也可以对其反编译或者进行运行时调试。动态调试可以使用开发者喜好的任何Editor，IDE或者JDK自带的工具。

 

JVM之所以会接受动态调试发出的一系列指令，是因为JVM自身就有一套完整的Debug框架，每当Java程序在JVM中运行，只要打开了调试开关，JVM调试框架就可以正确即时的反馈调试命令。（完全不依赖于源代码）

 

JVM Debug框架规范：http://download.oracle.com/javase/1.3/docs/guide/jpda/index.html

JVM主要可以提供了三种协议来支持Runtime调试：

l  JVMDI: Java Virtual Machine Debug Interface

l  JDWP: Java Debug Wire Protocol

l  JDI: Java Debug Interface

 

如果要打开JVM的Debug开关，需要加入某些启动参数，一个典型的例子是：

-Xdebug -Xrunjdwp:transport=dt_socket, server=y, address=8000

官方解释是：Listen for a socket connection on port 8000. Suspend this VM before main class loads (suspend=y by default). Once the debugger application connects, it can send a JDWP command to resume the VM.

 

更多参数说明见官方文档：http://download.oracle.com/javase/1.3/docs/guide/jpda/conninv.html

 

至于调试所用的工具，我试验了Eclipse，IntelliJ IDE以及JDK自带的Debugger Tool: JDB

当使用Eclipse或者IntelliJ IDE这种大型的IDE时，不外乎在Debug Configuration中添加新的Remote Java Application，设置host和port便可开始debug，用户可以在界面上关联Application和Source code，以便断点更好的反馈到Source code上。

 

当使用JDB的时候，主要是通过命令行交互的方式，显示起来没有那么给力，但是作为了解原理的练习方式是非常值得推荐的。进入JDK_HOME/bin目录下，输入jdb即可运行，一般来说提供host和port就可以连接上Local或者Remote的开启了Debug开关的JVM，例如：

jdb –attach 192.168.1.101:8000

 

有时候笔者碰到一些Java程序并无Main方法，是通过JNI本地调用驱动起来的，这个时候JDB用attach参数似乎连接不上，于是采用了另外一种建立Connection的方式：

jdb -connect com.sun.jdi.SocketAttach:hostname=192.168.1.101,port=8000

 

这是因为JDB连接JVM主要通过两种方式：shared memory和sockets，暂时没有研究者两种方式的细节，留作将来再谈起这个话题的时候分享吧！见谅~~：）