The Top-Level HotSpot Debugger - HSDB

HSDB: The top-level HotSpot Debugger

• debugger

  • gdb c,c++ based on ptrace
  • jdb java jdi,jdwp,etc
  • hsdb top-level

• 源码

  • openjdk/hotspot/agent/***/sun.jvm.hotspot/HSDB.java

• Usage

  • jps
  • java -cp %JAVA_HOME%/lib/sa-jdi.jar sun.jvm.hotspot.HSDB help

• 通过HSDB来了解String值的真身在哪里

• 借HSDB来探索HotSpot VM的运行时数据

  • javac -g xxx.java (Generate all debugging info 生成LocalVariableTable等调试信息)
  • -XX:+UseSerialGC -Xmx10m
  • 之前在GreenTeaJUG在杭州的活动演示Serviceability Agent的时候也讲到过这是个非常便于探索HotSpot VM内部实现的API，而HSDB则是在SA基础上包装起来的一个调试器。这次我们就用HSDB来做实验
  • SA的一个限制是它只实现了调试snapshot的功能：要么要让被调试的目标进程完全暂停，要么就调试core dump。
  • 所以我们在用HSDB做实验前，得先让我们的Java程序运行到我们关注的点上才行。
  • JPDA(java platform debugger architecture)
    • jvmti(jvm tool interface)
    • jdwp(java debugger wireless protocol)
    • jdi(java debugger interface)
  • IDE Debugger or jdb
  • jdb
    • jdb -XX:+UseSerialGC -Xmx10m
    • stop in Test.fn
    • run Main
    • next
  • jps
  • java -cp .;%JAVA_HOME%/lib/sa-jdi.jar sun.jvm.hotspot.HSDB
  • 连接上的pid进程显示一些线程
    • Signal Dispatcher Java的attach机制实现
    • Attach Listener Java的attach机制实现
    • Finalizer
    • References Handler 堆外内存 Cleaner对象的clean()方法调用
    • main
      • 查看main线程的栈 Stack Memory
    • hsdb console
      • 用universe命令来查看GC堆的地址范围和使用情况
      • 这里用的是HotSpot VM的serial GC。GC堆由young gen = DefNewGeneration（包括eden和两个survivor space）、
      • old gen = TenuredGeneration和perm gen = PermGen构成。
      • 其中young gen和old gen构成了这种配置下HotSpot VM里的Java堆（Java heap），
      • 而perm gen不属于Java heap的一部分，它存储的主要是元数据或者叫反射信息，主要用于实现JVM规范里的“方法区”概念
    • scanoops
      • scanoops 0x00000000fa400000 0x00000000fc2c0000 Test2
      • scanoops接受两个必选参数和一个可选参数：必选参数是要扫描的地址范围，一个是起始地址一个是结束地址；可选参数用于指定要扫描什么类型的对象实例。实际扫描的时候会扫出指定的类型及其派生类的实例。
      • 左边是对象的起始地址，右边是对象的实际类型
    • 通过whatis命令可以进一步知道它们都在eden之中分配给main线程的thread-local allocation buffer (TLAB)中
    • 用inspect命令来查看对象的内容
    • 对象头的第一个字段是mark word，记录该对象的GC状态、同步状态、identity hash code之类的多种信息。
    • 对象头的第二个字段是个类型信息指针，klass pointer。这里因为默认开启了压缩指针，所以本来应该是64位的指针存在了32位字段里。
    • 最后还有4个字节是为了满足对齐需求而做的填充（padding）。
    • HotSpot VM内部使用直接指针来实现Java引用
      • 在64位环境中有可能启用“压缩指针”的功能把64位指针压缩到只用32位来存。压缩指针与非压缩指针直接有非常简单的1对1对应关系，前者可以看作后者的特例
      • 幸好HSDB内建了revptrs命令，可以找出“反向指针”——如果a变量引用着b对象，那么从b对象出发去找a变量就是找一个“反向指针”
      • revptrs 0x00000000fa49a710
        • Oop for java/lang/Class @ 0x00000000fa499b00
      • whatis / inspect
      • Serviceability Agent对GenCollectedHeap系的GC支持得比较好，而对另外俩GC（Parallel GC和G1 GC）支持得没那么好。
      • 猜您是在用Parallel GC？其实稍微改造一下Serviceability Agent的Java部分就可以让whatis正确显示在哪里了。

• References

  • 通过HSDB来了解String值的真身在哪里
  • 借HSDB来探索HotSpot VM的运行时数据