教你编译调试Elasticsearch 6.3.2源码

前言

想深入理解 Elasticsearch，阅读它的源码是很有必要的，一来可以了解它内部的具体实现，有助于调优，二来可以了解优秀开源项目的代码架构，提高我们的代码架构能力等

阅读Elasticsearch源码的第一步是搭建调试环境，然后作者在这个过程中遇到很多麻烦，在网上找不到想要的答案，历经千辛最后一一解决，所以记录下，帮助有需要的童鞋

软件环境

• 操作系统：win7
• Elasticsearch 源码版本: 6.3.2
• JDK版本： 10.0.2
• Gradle版本： 4.7
• Intellij Idea版本： 2018.2

环境准备及工程导入

1.安装JDK

Elasticsearch 6.3.2需要JDK1.9编译，否则后面步骤会报错。

Java SE Downloads 地址：
http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html

作者装的是 JDK 10.0.2

2.下载Elasticsearch源码，并且切换到6.3.2分支

Elasticsearch github源码托管地址：
https://github.com/elastic/elasticsearch.git

git checkout v6.3.2

也可直接下载源码包，地址在 https://github.com/elastic/elasticsearch/releases

3.下载gradle的安装包

查看 elasticsearch\gradle\wrapper\gradle-wrapper.properties 发现如下配置：

distributionUrl=https://services.gradle.org/distributions/gradle-4.5-all.zip

Elasticsearch 6.3.2需要安装gradle-4.5，官方下载地址：
https://services.gradle.org/distributions/gradle-4.5-all.zip

注意：由于国内网速问题，为了加快速度，进行第4步操作

4.拷贝文件

将下载的gradle-4.5-all.zip包放到 elasticsearch\gradle\wrapper 目录下，
确保和 elasticsearch\gradle\wrapper\gradle-wrapper.properties 在同级目录，
然后修改 elasticsearch\gradle\wrapper\gradle-wrapper.properties 配置如下：

distributionUrl=gradle-4.5-all.zip

5.修改源码Maven仓库地址

国内下载国外仓库的jar包速度慢，需要替换Maven地址，设置为本地或者国内可用的Maven仓库。

需要修改下列文件的 maven URL 配置：

• elasticsearch\benchmarks\build.gradle
• elasticsearch\client\benchmark\build.gradle

修改源码中上面build.gradle文件里面的repositories-maven-url的值，
配置为可用的仓库地址，譬如修改为阿里云maven地址 http://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public/，修改示例如下：

buildscript {
    repositories {
        maven {
            url 'http://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public/'
        }
    }
    dependencies {
        classpath 'com.github.jengelman.gradle.plugins:shadow:2.0.2'
    }
}

6.修改全局Maven仓库地址

在USER_HOME/.gradle/下面创建新文件 init.gradle，输入下面的内容并保存。

allprojects{
    repositories {
        def REPOSITORY_URL = 'http://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public/'
        all {
            ArtifactRepository repo ->
    if (repo instanceof MavenArtifactRepository) {
                def url = repo.url.toString()
                if (url.startsWith('https://repo.maven.org/maven2') || url.startsWith('https://jcenter.bintray.com/')) {
                    project.logger.lifecycle "Repository ${repo.url} replaced by $REPOSITORY_URL."
                    remove repo
                }
            }
        }
        maven {
            url REPOSITORY_URL
        }
    }
}

其中USER_HOME/.gradle/是自己的gradle安装目录，示例值：C:\Users\Administrator\.gradle，
如果没有.gradle目录，可用自己创建，或者先执行第7步，等gradle安装后再回来修改。
上面脚本把url匹配到的仓库都替换成了阿里云的仓库，
如果有未匹配到的导致编译失败，可用自己仿照着添加匹配条件。

7.gradle编译源码

windows运行cmd，进入DOS命令行，然后切换到elasticsearch源码的根目录，执行如下命令，把elasticsearch编译为 idea 工程：

gradlew idea

编译失败则按照错误信息解决问题，可用使用如下命令帮助定位问题：

gradlew idea -info
gradlew idea -debug

一般是Maven仓库地址不可用导致jar包无法下载，从而编译失败，此时请参考步骤5和6修改相关的仓库地址。

编译成功后打印日志：

BUILD SUCCESSFUL in 1m 23s

8. idea 导入elasticsearch工程

idea 中 File -> New Project From Existing Sources 选择你下载的 Elasticsearch 根目录，然后点 open ，之后 Import project from external model -> Gradle , 选中 Use auto-import, 然后就可以了

导入进去后，gradle 又会编译一遍，需要等一会，好了之后如下：

运行，开始 solve error 模式

前面的步骤都挺顺利，接下来遇到的 ERROR & EXCEPTION 让作者耗费了好几天，心力交瘁，好在最终运行成功

在 elasticsearch/server/src/main/org/elasticsearch/bootstrap 下找到Elasticsearch的启动类 Elasticsearch.java，打开文件，右键 Run Elasticsearch.main()，运行main方法

1、 报错如下：

ERROR: the system property [es.path.conf] must be set

这是需要配置 es.path.conf 参数，我们先在 elasticsearch 源码目录下新建一个 home 目录，然后在 https://www.elastic.co/downloads/elasticsearch 下载一个同版本号的 Elasticsearch6.3.2 发行版，解压，将 config 目录拷贝到 home 目录中

然后打开 Edit Configurations，在 VM options 加入如下配置：

-Des.path.conf=D:\elasticsearch-6.3.2\home\config

再次运行 Run Elasticsearch.main()

2、报错如下：

Exception in thread "main" java.lang.IllegalStateException: path.home is not configured
    at org.elasticsearch.env.Environment.(Environment.java:103)
...

需要配置 path.home 这个参数，在 VM options 中添加如下配置：

-Des.path.home=D:\elasticsearch-6.3.2

再次RUN

3、报错如下：

2018-08-22 15:07:17,094 main ERROR Could not register mbeans java.security.AccessControlException: access denied ("javax.management.MBeanTrustPermission" "register")
...

Caused by: java.nio.file.NoSuchFileException: D:\elasticsearch-6.3.2\modules\aggs-matrix-stats\plugin-descriptor.properties
...

在 VM options 中把 path.home 的值修改为如下：

-Des.path.home=D:\elasticsearch-6.3.2\home

然后把 ES6.3.2 发行版中的 modules 文件夹复制到 home 目录下，然后再次RUN

4、报错如下：

2018-08-22 15:12:29,876 main ERROR Could not register mbeans java.security.AccessControlException: access denied ("javax.management.MBeanTrustPermission" "register")
...

在 VM options 中加入

-Dlog4j2.disable.jmx=true

1、2、3、4 的配置最终如下：

再次RUN

5、报错如下：

[2018-08-23T00:53:17,003][ERROR][o.e.b.ElasticsearchUncaughtExceptionHandler] [] fatal error in thread [main], exiting
java.lang.NoClassDefFoundError: org/elasticsearch/plugins/ExtendedPluginsClassLoader
    at org.elasticsearch.plugins.PluginsService.loadBundle(PluginsService.java:632) ~[main/:?]
    at org.elasticsearch.plugins.PluginsService.loadBundles(PluginsService.java:557) ~[main/:?]
    at org.elasticsearch.plugins.PluginsService.(PluginsService.java:162) ~[main/:?]
    at org.elasticsearch.node.Node.(Node.java:311) ~[main/:?]
    at org.elasticsearch.node.Node.(Node.java:252) ~[main/:?]
    at org.elasticsearch.bootstrap.Bootstrap$5.(Bootstrap.java:213) ~[main/:?]
    at org.elasticsearch.bootstrap.Bootstrap.setup(Bootstrap.java:213) ~[main/:?]
    at org.elasticsearch.bootstrap.Bootstrap.init(Bootstrap.java:326) ~[main/:?]
    at org.elasticsearch.bootstrap.Elasticsearch.init(Elasticsearch.java:136) ~[main/:?]
    at org.elasticsearch.bootstrap.Elasticsearch.execute(Elasticsearch.java:127) ~[main/:?]
    at org.elasticsearch.cli.EnvironmentAwareCommand.execute(EnvironmentAwareCommand.java:86) ~[main/:?]
    at org.elasticsearch.cli.Command.mainWithoutErrorHandling(Command.java:124) ~[main/:?]
    at org.elasticsearch.cli.Command.main(Command.java:90) ~[main/:?]
    at org.elasticsearch.bootstrap.Elasticsearch.main(Elasticsearch.java:93) ~[main/:?]
    at org.elasticsearch.bootstrap.Elasticsearch.main(Elasticsearch.java:86) ~[main/:?]
Caused by: java.lang.ClassNotFoundException: org.elasticsearch.plugins.ExtendedPluginsClassLoader
    at jdk.internal.loader.BuiltinClassLoader.loadClass(BuiltinClassLoader.java:582) ~[?:?]
    at jdk.internal.loader.ClassLoaders$AppClassLoader.loadClass(ClassLoaders.java:190) ~[?:?]
    at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:499) ~[?:?]
    ... 15 more

这个问题其实不算真正的问题，但是说起来挺好笑，为了解决这个问题耗费了作者好几天，当最后发现问题所在的时候，哭笑不得 \~_\~ 正是所谓的 踏破铁鞋无觅处，得来全不费工夫

解决方法： 打开 IDEA Edit Configurations ，给 Include dependencies with Provided scope 打上勾即可解决，很简单吧！！

继续RUN，又来一个 Exception

6、报错如下：

[2018-08-23T01:13:38,551][WARN ][o.e.b.ElasticsearchUncaughtExceptionHandler] [] uncaught exception in thread [main]
org.elasticsearch.bootstrap.StartupException: java.security.AccessControlException: access denied ("java.lang.RuntimePermission" "createClassLoader")
    at org.elasticsearch.bootstrap.Elasticsearch.init(Elasticsearch.java:140) ~[main/:?]
    at org.elasticsearch.bootstrap.Elasticsearch.execute(Elasticsearch.java:127) ~[main/:?]
    at org.elasticsearch.cli.EnvironmentAwareCommand.execute(EnvironmentAwareCommand.java:86) ~[main/:?]
    at org.elasticsearch.cli.Command.mainWithoutErrorHandling(Command.java:124) ~[main/:?]
    at org.elasticsearch.cli.Command.main(Command.java:90) ~[main/:?]
    at org.elasticsearch.bootstrap.Elasticsearch.main(Elasticsearch.java:93) ~[main/:?]
    at org.elasticsearch.bootstrap.Elasticsearch.main(Elasticsearch.java:86) ~[main/:?]
Caused by: java.security.AccessControlException: access denied ("java.lang.RuntimePermission" "createClassLoader")
    at java.security.AccessControlContext.checkPermission(AccessControlContext.java:472) ~[?:?]
    at java.security.AccessController.checkPermission(AccessController.java:895) ~[?:?]
    at java.lang.SecurityManager.checkPermission(SecurityManager.java:335) ~[?:?]
    at java.lang.SecurityManager.checkCreateClassLoader(SecurityManager.java:397) ~[?:?]
...

Exception: java.security.AccessControlException thrown from the UncaughtExceptionHandler in thread "Thread-2"

这个问题也找了挺久，最终才发现解决方法（两种）：

第一种： 在 home/config 目录下新建 java.policy 文件，填入下面内容

grant {
    permission java.lang.RuntimePermission "createClassLoader";
};

然后在 VM options 加入 java.security.policy 的设置，指向该文件即可

-Djava.security.policy=D:\elasticsearch-6.3.2\home\config\java.policy

第二种： 就是在 %JAVA_HOME%/conf/security 目录下（JDK10是这个路径，之前的版本不确定），我的目录是 C:\Program Files\Java\jdk-10.0.2\conf\security，打开 java.policy 文件，在 grant 中加入下面这句，赋予权限

permission java.lang.RuntimePermission "createClassLoader";

效果如下：

再RUN，这次可终于运行起来了！！！

来看一下效果，浏览器访问 http://localhost:9200/

浏览器访问 http://localhost:9200/_cat/health?v

一切正常，终于可以愉快的 DEBUG 源码啦！！！

另一种源码调试方式：远程调试

如果上面第五个报错之后解决不了无法继续进行，可以选择这种方式:

在 Elasticsearch 源码目录下打开 CMD，输入下面的命令启动一个 debug 实例

gradlew run --debug-jvm

如果启动失败可能需要先执行 gradlew clean 再 gradlew run --debug-jvm 或者 先退出 IDEA

在 IDEA 中打开 Edit Configurations，添加 remote

配置 host 和 port

点击 debug，浏览器访问 http://localhost:9200/，即可看到ES返回的信息

随机调试一下， 打开 elasticsearch/server/src/main/org/elasticsearch/rest/action/cat 下的 RestHealthAction 类，在第 54 行出设置一个断点，然后浏览器访问 http://localhost:9200/_cat/health，可以看到断点已经捕获到该请求了

运行成功，可以开始设置断点进行其他调试

其他可能遇到的问题

1. 错误信息如下

JAVA8_HOME required to run tasks gradle

配置环境变量 JAVA8_HOME，值为 JDK8 的安装目录

2. 错误信息如下

[2018-08-22T13:07:23,197][INFO ][o.e.t.TransportService   ] [EFQliuV] publish_address {10.100.99.118:9300}, bound_addresses {[::]:9300}
[2018-08-22T13:07:23,211][INFO ][o.e.b.BootstrapChecks    ] [EFQliuV] bound or publishing to a non-loopback address, enforcing bootstrap checks
ERROR: [1] bootstrap checks failed
[1]: initial heap size [268435456] not equal to maximum heap size [4273995776]; this can cause resize pauses and prevents mlockall from locking the entire heap
[2018-08-22T13:07:23,219][INFO ][o.e.n.Node               ] [EFQliuV] stopping ...
2018-08-22 13:07:23,269 Thread-2 ERROR No log4j2 configuration file found. Using default configuration: logging only errors to the console. Set system property 'log4j2.debug' to show Log4j2 internal initialization logging.
Disconnected from the target VM, address: '127.0.0.1:5272', transport: 'socket'

在 Edit Configurations 的 VM options 加入下面配置

-Xms2g 
-Xmx2g 

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参考文档：
1. Eclipse导入Elasticsearch源码
2. Elasticsearch源码分析—环境准备(一)
3. 渣渣菜鸡的 ElasticSearch 源码解析 —— 环境搭建
4. 教你如何在 IDEA 远程 Debug ElasticSearch

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