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框架
JVMTI 底层 C 获取及控制当前虚拟机状态
JDWP 中介层 C 定义 JVMTI 和 JDI 交互的数据格式
JDI 高层 Java 提供 Java API 来远程控制被调试虚拟机
Java 虚拟机工具接口(JVMTI)
JVMTI(Java Virtual Machine Tool Interface)即指 Java 虚拟机工具接口,它是一套由虚拟机直接提供的 native 接口,它处于整个 JPDA 体系的最底层,所有调试功能本质上都需要通过 JVMTI 来提供。通过这些接口,开发人员不仅调试在该虚拟机上运行的 Java 程序,还能查看它们运行的状态,设置回调函数,控制某些环境变量,从而优化程序性能
- Agent 即 JVMTI 的客户端,它和执行 Java 程序的虚拟机运行在同一个进程上,因此通常他们的实现都很紧凑,他们通常由另一个独立的进程控制,充当这个独立进程和当前虚拟机之间的中介,通过调用 JVMTI 提供的接口和虚拟机交互,负责获取并返回当前虚拟机的状态或者转发控制命令。
Java 调试线协议(JDWP)
JDWP(Java Debug Wire Protocol)是一个为 Java 调试而设计的一个通讯交互协议,它定义了调试器和被调试程序之间传递的信息的格式。在 JPDA 体系中,作为前端(front-end)的调试者(debugger)进程和后端(back-end)的被调试程序(debuggee)进程之间的交互数据的格式就是由 JDWP 来描述的
debugger 和 target vm。Target vm 中运行着我们希望要调试的程序,它与一般运行的 Java 虚拟机没有什么区别,只是在启动时加载了 Agent JDWP 从而具备了调试功能。而 debugger 就是我们熟知的调试器,它向运行中的 target vm 发送命令来获取 target vm 运行时的状态和控制 Java 程序的执行。Debugger 和 target vm 分别在各自的进程中运行,他们之间的通信协议就是 JDWP
– 先进行协议握手,然后定义一下数据包,按照解析格式即可
– Packet 分为包头(header)和数据(data)两部分组成。包头部分的结构和长度是固定,而数据部分的长度是可变的,具体内容视 packet 的内容而定。Command packet 和 reply packet 的包头长度相同,都是 11 个 bytes,这样更有利于传输层的抽象和实现。
传输接口
JDWP agent 被 Java 虚拟机加载后,JDWP 会根据参数去加载指定的传输层实现(Sun 的 JDK 在 Windows 提供 socket 和 share memory 两种传输方式,而在 Linux 上只有 socket 方式)。传输层实现的动态链接库实现必须暴露 jdwpTransport_OnLoad 接口,JDWP agent 在加载传输层动态链接库后会调用该接口进行传输层的初始化
JNIEXPORT jint JNICALL
jdwpTransport_OnLoad(JavaVM *jvm,
jdwpTransportCallback *callback,
jint version,
jdwpTransportEnv** env);
调试接口JDI
参考:https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-jpda2/index.html?ca=drs-
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