轉(zhuǎn)載自??Java-JPDA 概述

JPDA：Java 平臺調(diào)試架構(gòu)（Java Platform Debugger Architecture）

它是 Java 虛擬機(jī)為調(diào)試和監(jiān)控虛擬機(jī)專門提供的一套接口。

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一、JPDA

https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/jpda/

JPDA 由三個規(guī)范組成：JVMTI（JVM Tool Interface）、JDWP（Java Debug Wire Protocol）、JDI（Java Debug Interface）

這三個規(guī)范的層次由低到高分別是 JVMTI、JDWP、JDI

這三個規(guī)范把調(diào)試過程分解成幾個概念：調(diào)試者（debugger）、被調(diào)試者（debuggee）、以及它們中間的通信器

關(guān)系和作用如下圖：

JPDA 被抽象為三層實(shí)現(xiàn)。其中 JVMTI 是 JVM 對外暴露的接口。JDI 是實(shí)現(xiàn)了 JDWP 通信協(xié)議的客戶端，調(diào)試器通過它和 JVM 中被調(diào)試程序通信。

模塊層次編程語言作用JVMTIJDWPJDI

底層	C	獲取及控制當(dāng)前虛擬機(jī)狀態(tài)
中介層	C	定義 JVMTI 和 JDI 交互的數(shù)據(jù)格式
高層	Java	提供 Java API 來遠(yuǎn)程控制被調(diào)試虛擬機(jī)

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二、JVMTI

https://juejin.im/post/5b029fcef265da0b83370da0

JVMTI（Java Virtual Machine Tool Interface）即指 Java 虛擬機(jī)工具接口，它是一套由虛擬機(jī)直接提供的 native 接口，它處于整個 JPDA 體系的最底層，所有調(diào)試功能本質(zhì)上都需要通過 JVMTI 來提供。

通過這些接口，開發(fā)人員不僅調(diào)試在該虛擬機(jī)上運(yùn)行的 Java 程序，還能查看它們運(yùn)行的狀態(tài)，設(shè)置回調(diào)函數(shù)，控制某些環(huán)境變量，從而優(yōu)化程序性能。

1.定義及原理

JVMTI 本質(zhì)上是在 JVM 內(nèi)部的許多事件進(jìn)行了埋點(diǎn)。通過這些埋點(diǎn)可以給外部提供當(dāng)前上下文的一些信息。甚至可以接受外部的命令來改變下一步的動作。

外部程序一般利用C/C++實(shí)現(xiàn)一個JVMTIAgent，在Agent里面注冊一些JVM事件的回調(diào)。當(dāng)事件發(fā)生時JVMTI調(diào)用這些回調(diào)方法。Agent可以在回調(diào)方法里面實(shí)現(xiàn)自己的邏輯。JVMTIAgent是以動態(tài)鏈接庫的形式被虛擬機(jī)加載的。

2.歷史

JVMTI 的前身是 JVMDI（Java Virtual Machine Profiler Interface） 和 JVMPI（Java Virtual Machine Debug Interface），它們原來分別被用于提供調(diào)試 Java 程序以及 Java 程序調(diào)節(jié)性能的功能。

在 J2SE 5.0 之后 JDK 取代了JVMDI 和 JVMPI 這兩套接口，JVMDI 在最新的 Java SE 6 中已經(jīng)不提供支持，而 JVMPI 也計劃在 Java SE 7 后被徹底取代。

3.功能

JVMTI 處于整個 JPDA 體系的最底層，所有調(diào)試功能本質(zhì)上都需要通過 JVMTI 來提供。

從大的方面來說，JVMTI 提供了可用于 debug 和 profiler 的接口；同時，在 Java 5/6 中，虛擬機(jī)接口也增加了監(jiān)聽（Monitoring），線程分析（Thread analysis）以及覆蓋率分析（Coverage Analysis）等功能。

從小的方面來說包含了虛擬機(jī)中線程、內(nèi)存、堆、棧、類、方法、變量，事件、定時器處理等等諸多功能。具體可以參考?oracle 的文檔。

通過這些接口，開發(fā)人員不僅可以調(diào)試在該虛擬機(jī)上運(yùn)行的 Java 程序，還能查看它們運(yùn)行的狀態(tài)，設(shè)置回調(diào)函數(shù)，控制某些環(huán)境變量，從而優(yōu)化程序性能。

4.實(shí)現(xiàn)

JVMTI 并不一定在所有的 Java 虛擬機(jī)上都有實(shí)現(xiàn)，不同的虛擬機(jī)的實(shí)現(xiàn)也不盡相同。不過在一些主流的虛擬機(jī)中，比如 Sun 和 IBM，以及一些開源的如 Apache Harmony DRLVM 中，都提供了標(biāo)準(zhǔn) JVMTI 實(shí)現(xiàn)。

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三、JDWP

JDWP（Java Debug Wire Protocol）是一個為 Java 調(diào)試而設(shè)計的一個通訊交互協(xié)議，它定義了調(diào)試器和被調(diào)試程序之間傳遞的信息的格式。

在 JPDA 體系中，作為前端（front-end）的調(diào)試者（debugger）進(jìn)程和后端（back-end）的被調(diào)試程序（debuggee）進(jìn)程之間的交互數(shù)據(jù)的格式就是由 JDWP 來描述的，它詳細(xì)完整地定義了請求命令、回應(yīng)數(shù)據(jù)和錯誤代碼，保證了前端和后端的 JVMTI 和 JDI 的通信通暢。

比如在 Sun 公司提供的實(shí)現(xiàn)中，它提供了一個名為 jdwp.dll（jdwp.so）的動態(tài)鏈接庫文件，這個動態(tài)庫文件實(shí)現(xiàn)了一個 Agent，它會負(fù)責(zé)解析前端發(fā)出的請求或者命令，并將其轉(zhuǎn)化為 JVMTI 調(diào)用，然后將 JVMTI 函數(shù)的返回值封裝成 JDWP 數(shù)據(jù)發(fā)還給后端。

另外，這里需要注意的是 JDWP 本身并不包括傳輸層的實(shí)現(xiàn)，傳輸層需要獨(dú)立實(shí)現(xiàn)，但是 JDWP 包括了和傳輸層交互的嚴(yán)格的定義，就是說，JDWP 協(xié)議雖然不規(guī)定我們是通過 EMS 還是快遞運(yùn)送貨物的，但是它規(guī)定了我們傳送的貨物的擺放的方式。

在 Sun 公司提供的 JDK 中，在傳輸層上，它提供了 socket 方式，以及在 Windows 上的 shared memory 方式。當(dāng)然，傳輸層本身無非就是本機(jī)內(nèi)進(jìn)程間通信方式和遠(yuǎn)端通信方式，用戶有興趣也可以按 JDWP 的標(biāo)準(zhǔn)自己實(shí)現(xiàn)。

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四、JDI

JDI（Java Debug Interface）是三個模塊中最高層的接口，在多數(shù)的 JDK 中，它是由 Java 語言實(shí)現(xiàn)的。

JDI 由針對前端定義的接口組成，通過它，調(diào)試工具開發(fā)人員就能通過前端虛擬機(jī)上的調(diào)試器來遠(yuǎn)程操控后端虛擬機(jī)上被調(diào)試程序的運(yùn)行，JDI 不僅能幫助開發(fā)人員格式化 JDWP 數(shù)據(jù)，而且還能為 JDWP 數(shù)據(jù)傳輸提供隊列、緩存等優(yōu)化服務(wù)。

從理論上說，開發(fā)人員只需使用 JDWP 和 JVMTI 即可支持跨平臺的遠(yuǎn)程調(diào)試，但是直接編寫 JDWP 程序費(fèi)時費(fèi)力，而且效率不高。因此基于 Java 的 JDI 層的引入，簡化了操作，提高了開發(fā)人員開發(fā)調(diào)試程序的效率。

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https://blog.csdn.net/duqi_2009/article/details/94518203

https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-jpda1

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java 平台调试架构JPDA的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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