前言
我们都知道java程序是运行在jvm虚拟机上的,jdk里面很多native方法的实现都是在jvm源码里面的。那么jvm是如何加载类,如何创建对象,线程同步的本质是什么?那些看不见的native方法到底干了什么?这些疑问使用baidu
或许能了解个大概。但通过百度获取的知识,如果自己没有消化,只是临时解决某个问题,或者面试的时候背诵一下。我想这是无意义的。因为过了一段时间后,你会忘了它。甚至一点印象都没有了。那么怎么把这些知识深深的刻在脑海里呢。其实我觉得没必要。为什么要记住这些死板的知识点呢。举个例子,面试的时候面试官可能会问你java nio底层依赖的epoll机制一共有涉及几个系统调用。答案是epoll_create
,epoll_ctl
,epoll_wait
这三个。但真的有必要记住他们吗。我想也就大概面试的时候会用到吧。而且还是面试一般开发岗位的时候会问到。其实找下jdk源码不就知道了,没必要刻意记住这些东西。接下来我会使用几篇文章讲解如何搭建本地jvm的调试环境,如何调试native
方法。如何调试jvm启动过程。当然这些只是打开jvm大门的钥匙。要想深入理解还需要一点一滴的积累。
环境准备
我的操作系统:mac os Big Sur 版本11.4
- 下载
clion
,我的版本是2019.3.6
git clone openjdk12
- 安装jdk11,编译jdk12需要使用引导的jdk,否则会提示
Your Boot JDK version must be one of 11,12
编译jdk
进入openjdk的根目录执行
bash configure --disable-warnings-as-errors --with-debug-level=slowdebug --with-jvm-variants=server
make images
# disable-warnings-as-errors选项是禁止把warning 当成error
# --with-debug-level=slowdebug。用来设置编译的级别,可选值为release、fastdebug、slowde-bug,越往后进行的优化措施就越少,带的调试信息就越多。默认值为release。slowdebug 含有最丰富的调试信息,没有这些信息,很多执行可能被优化掉,我们单步执行时,可能看不到一些变量的值。所以最好指定slowdebug 为编译级别。
# with-jvm-variants 编译特定模式的HotSpot虚拟机,可选值:server、client、minimal、core、zero、custom
configure 命令承担了依赖项检查
、参数配置
和构建输出目录结构
等多项职责,如果编译过程中需要的工具链或者依赖项有缺失,命令执行后会得到明确的提示,并给出该依赖的安装命令。
漫长的等待之后,一个自己的jdk诞生了。它的目录结构是这个样子的
使用clion调试hotspot虚拟机
下面的操作主要参考这篇博客https://blog.jetbrains.com/cl...
compilation database 这个功能大概的意思就是clion
默认是用cmake
,但是编译openjdk
是用make
,可以通过下面这个办法解决
If you are working with a project which is not based on CMake, Gradle, or Makefiles, you can still benefit from the advanced IDE features that CLion provides. One way is to import a non-CMake project and let CLion convert it into a simple CMake structure. Another option is to open a project by loading its compilation database
生成compile_commands.json
文件
make compile-commands
使用CLion File=> Open => 选择文件
/jdk12/build/macosx-x86_64-server-slowdebug/compile_commands.json
选择open as Project
这时候,你会发现你是看不到源码的,所以下面需要修改项目的根目录,通过Tools -> Compilation Database -> Change Project Root
功能,选中你的源码目录,也就是jdk12
Custom Build Targets
Run/Debug configurations
设置断点,进行debug
此处只是简单地演示了java -version
如何debug。那如果是一个普通的java程序如何debug呢。
写一个测试程序如下:
public class Demo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
LockSupport.park();
}
}
查看源码发现park方法实际调用的是Unsafe
类的park方法。而这个native
方法的源代码位于/jdk12/src/hotspot/share/runtime/park.hpp
下,它的实现类是/jdk12/src/hotspot/os/posix/os_posix.cpp
。配置调试程序的参数。
在os_posix.cpp
中设置断点。
可以看出最终调用pthread_cond_wait
这个系统调用,线程等待在那里。
这只是一个简单的例子演示了如何使用Clion
调试java程序。按照这个方法就可以对任何native
方法进行单步调试。
IDEA配合Clion远程调试
上面我们实现了调试hotspot虚拟机。如果我想java程序和hotspot虚拟机一起调试,该如何实现呢?这就需要使用到jvm的远程debug功能了。
比如新建一个简单的spring boot项目,使用maven生成可执行的jar包。
clion配置如下:
idea配置如下:
这样不论是在clion下设置断点还是在idea下设置断点,都可以进行单步调试啦。
总结
这篇文章简单介绍了下调试openjdk的环境和工具的使用。后面会出几期针对特点知识点的深入hotspot源码的解析教程。敬请期待。