Debug Java Application

Debugger Java Application

總結一些關於Java Debug的經驗，一般來說Java開發人員調試Java程式是通過IDE，比如Eclipse，以Debug方式啟動之後，可以在任意行加入斷點，待程式運行到這一行的時候會被斷點阻塞。眾所周知Java程式是以class檔案中的位元組碼方式來運行，JVM負責解讀位元組碼轉換成JVM內部指令，如果查閱JVM
Specification的文檔，即使是手工都能翻譯出每個位元組碼的含義，就像古老的彙編指令一樣，0~255每個byte代表一個指令，不同的指令又需要不同數量的參數，由此來依次讀入恰當數量的位元組碼，翻譯成真正的機器指令運行。

 

其實，除了程式員編寫的程式對應的位元組碼之外，class檔案中還包含有大量的調試資訊，這些資訊是用於記錄每一個JVM指令對應著怎樣的代碼，每個變數的聲明位置，以及每個函數調用、數值計算對應的原始碼中的行號……所有這些調試資訊都可以被JVM用於運行時提供反饋，對斷點和調試操作的響應。

 

所以，如果沒有特別的編譯指令來處理掉這些調試資訊，也沒有混淆器來混亂這些調試資訊，即使只得到了class檔案，也可以對其反編譯或者進行運行時調試。動態調試可以使用開發人員喜好的任何Editor，IDE或者JDK內建的工具。

 

JVM之所以會接受動態調試發出的一系列指令，是因為JVM自身就有一套完整的Debug架構，每當Java程式在JVM中運行，只要開啟了調試開關，JVM調試架構就可以正確即時的反饋調試命令。（完全不依賴於原始碼）

 

JVM Debug架構規範：http://download.oracle.com/javase/1.3/docs/guide/jpda/index.html

JVM主要可以提供了三種協議來支援Runtime調試：

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JVMDI: Java Virtual Machine Debug Interface

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JDWP: Java Debug Wire Protocol

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JDI: Java Debug Interface

 

如果要開啟JVM的Debug開關，需要加入某些啟動參數，一個典型的例子是：

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

官方解釋是：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.

 

更多參數說明見官方文檔：http://download.oracle.com/javase/1.3/docs/guide/jpda/conninv.html

 

至於調試所用的工具，我實驗了Eclipse，IntelliJ IDE
以及JDK內建的Debugger Tool: JDB

當使用Eclipse或者IntelliJ IDE這種大型的IDE時，不外乎在Debug Configuration中添加新的Remote
Java Application，設定host和port便可開始debug，使用者可以在介面上關聯Application和Source code，以便斷點更好的反饋到Source code上。

 

當使用JDB的時候，主要是通過命令列互動的方式，顯示起來沒有那麼給力，但是作為瞭解原理的練習方式是非常值得推薦的。進入JDK_HOME/bin目錄下，輸入jdb即可運行，一般來說提供host和port就可以串連上Local或者Remote的開啟了Debug開關的JVM，例如：

jdb –attach 192.168.1.101:8000

 

有時候筆者碰到一些Java程式並無Main方法，是通過JNI本地調用驅動起來的，這個時候JDB用attach參數似乎串連不上，於是採用了另外一種建立Connection的方式：

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

 

這是因為JDB串連JVM主要通過兩種方式：shared memory和sockets，暫時沒有研究者兩種方式的細節，留作將來再談起這個話題的時候分享吧！見諒~~：）