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。