Java 调试——回归基础

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

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）。

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。

译者简介：俞黎敏（网名：阿敏总司令），技术顾问，自由撰稿人，开源爱好者，曾经参与 Spring 中文论坛组织 Spring 2.0 Reference 中文版的技术审校和满江红开源组织 Seam 1.2.1 Reference 的中文翻译工作；另外他还翻译了《CSS: The Missing Manual》、《Java Persistence with Hibernate》等书籍，并担任 CSDN、CJSDN、Dev2Dev、Matrix、JavaWorldTW 等技术网站 Java 论坛版主。他的博客是： http://YuLimin.JavaEye.com 。