使用Java Debug Interface（JDI）调试多线程应用程序 - 编程入门网

使用Java Debug Interface（JDI）调试多线程应用程序

多线程环境下的程序调试是让开发者头痛的问题。在 IDE 中通过添加断点的 方式调试程序，往往会因为停在某一条线程的某个断点上而错失了其他线程的执 行，线程之间的调度往往无法预期，并且会因为断点影响了实际的线程执行顺序 。因此，在调试多线程程序时，开发者往往会选择打印 Trace Log 的方式来帮 助调试。

使用 Log 来帮助调试的问题在于，开发者往往无法预期哪些关键点需要记录 ，于是在整个程序的调试过程中，需要不断的加入 Log 调用，编译生成可执行 程序并部署，这对于大尺寸的软件开发项目无疑是噩梦，会直接影响到开发效率 。

有没有一种办法，可以独立于程序代码，能在运行期间绑定到程序上并获取 程序运行过程当中的关键信息呢？更重要的，这种方法应该是可定制的，开发者 可以通过少量的努力，就可以达到特定的调试目的。答案是肯定的。通过使用 java Debug Interface（JDI），开发者可以快速开发定制出适用于自己的线程 Profiling 工具。这样的工具独立于主程序，并且可高度定制。在接下来的文章 中，我们将介绍如何实现该工具。

认识 JPDA 和 JDI

从 J2SE 1.3 开始，Java 开始提供了一套叫做 Java Platform Debugger Architecture（JPDA）的架构，开发者可以通过这套架构来开发调试用程序。这 套架构被主流的 Java IDE（如 Eclipse、NetBeans 等）广泛地采用。

具体来说，JPDA 不仅仅是一套 API 的组合，也不只是一个具体的工具。这 套架构提供了从目标程序、调试双方的信息协议，到供开发者使用的结构调用， 都一一做出了定义。在 J2SE 5.0 中，它由三个部分组成：

Java Virtual Machine Tools Interface（JVMTI），是一套低级别的 native 接口。它定义了 Java 虚拟机所必需为调试提供的服务接口。JVMTI 在 Java 5.0 之前的前身是 JVMDI（Jave Virtual Machine Debug Interface）。

Java Debug Wire Protocol（JDWP），定义了调试双方信息和请求的文本格 式。

Java Debuger Interface（JDI），定义了代码级别的调试接口。

从开发者的角度来看，调试工具的开发既可以基于 JVMTI 也可以基于 JDI。 JVMTI 是 native 接口，使用起来相对复杂，并且需要 C 语言的基础，因此， 在本文中，我们将介绍如何使用 JDI 这种最上层的方式来开发 Java 调试程序 。

需求分析

在接下的部分，我们将介绍如何使用 JDI 来开发一个用来调试多线程程序的 工具。在开始前，让我们先列出这个工具需要满足的功能：

独立于目标应用程序的。

应该足够简单，并且能在通过少量的代码修改就能完成集中配置，这样是帮 助开发者不需要付出太多的努力就能开始调试自己的多线程程序。

能够抓取足够的信息，比如说异常的信息，程序调用过程中的变量值等等。

所生成的 Log 应该足够清晰，能够按不同的线程来分离记录，而不是按照时 间的顺序来生成每一条记录，否则会给调试带来不便。

实现

在文章最后的 示例代码 中，我们展示了一个典型的基于 JDI 的调试工具逻 辑，并且用它来 Profile 一个简单的多线程程序的执行。根据前面所提到的需 求，代码展示了线程运行栈快照、方法调用的入口参数值收集、异常过滤定制、 类过滤配置、线程 Log 记录等功能。具体来说：

独立于目标程序

分析工具可以通过如下方式启动：

java Trace options class args

支持的 options 参数：

-output 文件名：工具生成的 Log 的路径

class 是目标程序的入口类，args 为目标程序的输入参数

使用Java Debug Interface（JDI）调试多线程应用程序(2)

简洁配置

异常过滤配置：

您可以在 ExceptionConfig.properties 属性文件

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