java调试原理

引用

目前可以用来调试Java应用程序的工具令人叹为观止。现代ide提供了全功能的调试界面，并且像glassbox这样的工具用bci（bytecode instrumentation）提供了关于应用程序运行时状态的更多信息。虽然你有时候会发现自己处于无法使用这些工具的境地，或许应用程序被部署在防火墙的另一端，不允许你远程调试；或许你正在客户那里，没有你喜欢的工具可用。现代调试工具使用的大多数信息和方法都由jvm自己提供，并具有控制这种信息而不用最新图形工具的一些方法。本文关注一些可用的调试方法，它们只使用java sdk（jdk）自带的那些工具。

jdb i!\W^udUAX=n3kg`!p [ 本 资 料 来 源 于 贵 州 学 习 网 网络编程Java教程 http://Www.gzU521.com ] i!\W^udUAX=n3kg`!p

jdk携带的主要调试工具是jdb，这是一种命令行调试器，它将附到一个在运行的vm，并允许你设置断点（breakpoint）、逐步跟踪代码、检验变量并评估表达式的值。jre没有包括jdb，因此你需要安装jdk。

如果你知道如何利用ide中内建的任何调试器调试java应用程序，你就可以迅速地学会利用jdb进行调试。为了允许jdb或者任何调试器连接到一个在运行的jvm，jvm必须通过许多命令行参数来启动。这些参数促成jvm去加载和初始化调试库，配置传输并打开一个socket。例如，要配置vm在端口8000监听调试连接，你应该使用类似于下面的命令行选项：

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

你现在可以利用下面的命令行用jdb连接：

jdb -attach 8000

或者在windows上：

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

一旦连接上，你应该看到jdb提示。

你现在连接到了jvm，可以开始调试你的应用程序了。你想要做的第一件事可能是设置一些断点。在jdb中设置断点有三种方法。

1、在命名方法的项上设置断点。
2、在指定的源代码行数上设置断点。
3、在发生特定异常的时候。

当你的应用程序触发断点时，jvm将中止执行，并等待你告诉它接下来要利用jdb做什么。你可以跳过去，进入到方法调用里面，检查本地变量，并评估表达式，为了获得一个可用命令的列表，可以输入help来得到它。

虽然利用jdb调试比用为你显示源代码行的图形调试器更慢，但是只要你访问源代码，就可以获得与利用jdb相同的效果。

不建议你通过调试参数运行产品应用程序，因为使用这些参数的时候，有一个性能和安全问题。但在测试、开发期间以及检查某类产品问题的时候，jdb都是一种非常有用的工具。

关于jdb的更多信息，请见sun的文档：http://java.sun.com/j2se/1.3/docs/tooldocs/win32/jdb.html。

利用thread dump

现代的java和jave ee应用程序有许多线程，它们全都彼此交互，并连接到外部系统。java提供了一种获取在vm中运行的所有线程的调用堆栈快照的方法。这个的输出称作 thread dump，它是大量的堆栈轨迹（每个线程一个），以及关于线程优先级和它持有或等待的任何锁或监视器的信息。

生成thread dump在不同的操作系统中做起来也不同。在windows中，是在jvm运行的控制台窗口中按下ctrl-break。对基于LINUX和unix的系统，则用kill命令将sigquit发送到jvm。这可以通过命令kill – 3 完成，这里的pid是jvm的进程id。

现代的企业java应用程序中，经常有大量的线程，它们中有许多都没起任何作用。你可以用许多种方式来辨别重要的线程。

◆它们通常具有较长的相关堆栈轨迹。
◆搜索已知的包名称（例如你应用程序中使用的包）。SCK&U@m RNRV2!"0m8'[ 此文转贴于我的学习网网络编程Java教程 http://www.Gzu521.com]SCK&U@m RNRV2!"0m8'

线程持有或者等待的任何锁或者监视器都在轨迹中指定，因此死锁以及其他同步相关的问题，都可以通过分析哪些线程在等待或者持有哪些锁和监视器进行辨别。

在性能调优或者调试慢运行应用程序时，它对相隔几秒钟生成许多thread dump并对它们进行比较会很有利。这样让你知道应用程序的哪些部分正在缓慢地运行着，而不必使用更高级的性能分析工具。

jmx

从java se 5开始，sun给jvm运行时信息提供了jmx api作为java se的一部分，sun还提供了一种工具，用来在一个正运行的jvm内部查询mbeans。这个工具是jconsole，并且就像jdb一样，它是与jdk捆绑在一起的。

为了允许jconsole连接到你的vm，你需要增加许多命令行参数。

-dcom.sun.management.jmxremote
-dcom.sun.management.jmxremote.port=20001
-dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false
-dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false

当你运行jconsole时，它将在你的机器上侦测vm运行，并问你想要连接到哪一个。一旦你连接上了，摘要（summary）屏幕就会显示大量关于vm的信息，让你访问使用关于它线程的运行时信息、堆的使用（heap usage），以及所有变得能通过jmx mbeans使用的信息。通过将mbeans增加到你的应用程序中，有可能使你的应用程序信息能通过jmx控制台以及用jmx接口收集它们信息的其他工具来使用。利用jmx将监视功能增加到你的应用程序，则是另一篇文章的主题了。

关于使用jconsole的更多信息，请见：http://java.sun.com/j2se/1.5.0/docs/guide/management/jconsole.html。

信息唾手可得

这些工具虽然不完整，或者不像你习以为常的工具那么容易使用，但它们仍然提供了很多你可以用来分析和调试你应用程序的信息。基本熟悉了它们之后，就可以快速解决问题，否则要花数天进行调查，因此值得花时间去体验它们，并了解它们是如何工作的。

http://java.sun.com/j2ee/1.4/docs/devguide/dgdebug.html

http://docs.sun.com/source/819-0079/dgdebug.html

http://www.infoq.com/cn/articles/basic-java-debugging



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

stop in  com.soulinfo.webcomponent.ArchiveBorrow_Component.onInit
stop at  com.soulinfo.webcomponent.ArchiveBorrow_Component:154
clear com.soulinfo.webcomponent.ArchiveBorrow_Component.onInit
clear com.soulinfo.webcomponent.ArchiveBorrow_Component:154

run 继续执行
cont 继续执行
next ->执行一行(STEP)
step ->执行一行(STEP INTO)
locals -> 显示局部变量
dump 对象名  ->显示对象信息
print 对象名  ->显示简单对象信息

> help
** 命令列表 **
connectors                  - 列出此 VM 中可用的连接器和传送器

run [类 [参数]]             - 开始执行应用程序的主类

threads [线程组]            - 列出线程
thread <线程 ID>            - 设置默认线程
suspend [线程 ID]           - 暂停线程（默认为所有线程）
resume [线程 ID]            - 恢复线程（默认为所有线程）
其中 [<线程 ID> | all]      - 转储线程的堆栈
其中 [<线程 ID> | all]      - 转储线程的堆栈，以及 pc 信息
up [n 帧]                   - 向上移动线程的堆栈
down [n 帧]                 - 向下移动线程的堆栈
kill <线程 ID> <表达式>     - 中止具有给定的异常对象的线程
interrupt <线程 ID>         - 中断线程

print <表达式>              - 输出表达式的值
dump <表达式>               - 输出所有对象信息
eval <表达式>               - 输出表达式的值（与 print 相同）
set <lvalue> = <表达式>     - 为字段/变量/数组元素指定新值
locals                      - 输出当前堆栈帧中的所有局部变量

classes                     - 列出当前已知的类
class <类 ID>               - 显示已命名的类的详细信息
methods <类 ID>             - 列出类的方法
fields <类 ID>              - 列出类的字段

threadgroups                - 列出线程组
threadgroup <名称>          - 设置当前线程组

stop in <类 ID>.<方法>[(参数类型,...)]
                            - 在方法中设置断点
stop at <类 ID>:<行>        - 在行中设置断点
clear <类 ID>.<方法>[(参数类型,...)]
                            - 清除方法中的断点
clear <类 ID>:<行>          - 清除行中的断点
clear                       - 列出断点
catch [uncaught|caught|all] <类 ID>|<类模式>
                            - 出现指定的异常时中断
ignore [uncaught|caught|all] <类 ID>|<类模式>
                            -- 对于指定的异常，取消 "catch"
watch [access|all] <类 ID>.<字段名>
                            - 监视对字段的访问/修改
unwatch [access|all] <类 ID>.<字段名>
                            - 停止监视对字段的访问/修改
trace methods [线程]        - 跟踪方法输入和退出
untrace methods [线程]      - 停止跟踪方法输入和退出
step                        - 执行当前行
step up                     - 执行到当前方法返回到其调用程序
stepi                       - 执行当前指令
next                        - 跳过一行（跨过调用）
cont                        - 从断点处继续执行
list [line number|method]   - 输出源代码
use（或 sourcepath） [源文件路径]
                            - 显示或更改源路径
exclude [<类模式>, ...| “无”]
                            - 对于指定的类，不报告步骤或方法
classpath                   - 从目标 VM 输出类路径信息

monitor <命令>              - 每次程序停止时执行命令
monitor                     - 列出监视器
unmonitor <监视器号>        - 删除监视器
read <文件名>               - 读取并执行命令文件

lock <表达式>               - 输出对象的锁信息
threadlocks [线程 ID]       - 输出线程的锁信息

pop                         - 弹出整个堆栈，且包含当前帧
reenter                     - 与 pop 相同，但重新输入当前帧
redefine <类 ID> <类文件名>
                            - 重新定义类的代码

disablegc <表达式>          - 禁止对象的垃圾收集
enablegc <表达式>           - 允许对象的垃圾收集

!!                          - 重复执行最后一个命令
<n> <命令>                  - 将命令重复执行 n 次
help（或 ?）                - 列出命令
version                     - 输出版本信息
exit（或 quit）             - 退出调试器

<类 ID>：带有软件包限定符的完整类名
<类模式>：带有前导或后缀通配符 (*) 的类名
<线程 ID>： "threads" 命令中报告的线程号
<表达式>：Java(TM) 编程语言表达式。
支持大多数常见语法。

可以将启动命令置于 "jdb.ini" 或 ".jdbrc" 之中
（两者位于 user.home 或 user.dir 中）
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