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6.?javaagent的主要功能如下：

·?可以在加載class文件之前做攔截，對字節(jié)碼做修改?

·?可以在運行期對已加載類的字節(jié)碼做變更，但是這種情況下會有很多的限制，后面會詳細說?

·?還有其他一些小眾的功能?

o?獲取所有已經(jīng)加載過的類?

o?獲取所有已經(jīng)初始化過的類（執(zhí)行過clinit方法，是上面的一個子集）?

o?獲取某個對象的大小?

o?將某個jar加入到bootstrap?classpath里作為高優(yōu)先級被bootstrapClassloader加載?

o?將某個jar加入到classpath里供AppClassloard去加載?

o?設(shè)置某些native方法的前綴，主要在查找native方法的時候做規(guī)則匹配?

7.?JPDA（Java?Platform?Debugger?Architecture）是?Java?平臺調(diào)試體系結(jié)構(gòu)的縮寫。

通過?JPDA?提供的?API，開發(fā)人員可以方便靈活的搭建?Java?調(diào)試應(yīng)用程序。?JPDA?主要由三個部分組成：Java?虛擬機工具接口（JVMTI）、Java?調(diào)試線協(xié)議（JDWP），以及?Java?調(diào)試接口（JDI）。

7.1.?Java?調(diào)試接口的特點

Java?語言是第一個使用虛擬機概念的流行的編程語言，正是因為虛擬機的存在，使很多事情變得簡單而輕松，掌握了虛擬機，就掌握了內(nèi)存分配、線程管理、即時優(yōu)化等等運行態(tài)。同樣的，Java?調(diào)試的本質(zhì)，就是和虛擬機打交道，通過操作虛擬機來達到觀察調(diào)試我們自己代碼的目的。這個特點決定了?Java?調(diào)試接口和以前其他編程語言的巨大區(qū)別。

以?C/C++?的調(diào)試為例，目前比較流行的調(diào)試工具是?GDB?和微軟的?Visual?Studio?自帶的?debugger，在這種?debugger?中，首先，我們必須編譯一個“?debug?”模式的程序，這個會比實際的?release?模式程序大很多。其次，在調(diào)試過程中，debugger?將會深層接入程序的運行，掌握和控制運行態(tài)的一些信息，并將這些信息及時返回。這種介入對運行的效率和內(nèi)存占用都有一定的需求?；谶@些需求，這些?Debugger?本身事實上是提供了，或者說，創(chuàng)建和管理了一個運行態(tài)，因此他們的程序算法比較復(fù)雜，個頭都比較大。對于遠端的調(diào)試，GDB?也沒有很好的默認實現(xiàn)，當然，C/C++?在這方面也沒有特別大的需求。

而?Java?則不同，由于?Java?的運行態(tài)已經(jīng)被虛擬機所很好地管理，因此作為?Java?的?Debugger?無需再自己創(chuàng)造一個可控的運行態(tài)，而僅僅需要去操作虛擬機就可以了。?Java?的?JPDA?就是一套為調(diào)試和優(yōu)化服務(wù)的虛擬機的操作工具，其中，JVMTI?是整合在虛擬機中的接口，JDWP?是一個通訊層，而?JDI?是前端為開發(fā)人員準備好的工具和運行庫。

從構(gòu)架上說，我們可以把?JPDA?看作成是一個?C/S?體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，在這個構(gòu)架下，我們可以方便地通過網(wǎng)絡(luò)，在任意的地點調(diào)試另外一個虛擬機上的程序，這個就很好地解決了部署和測試的問題，尤其滿足解決了很多網(wǎng)絡(luò)時代中的開發(fā)應(yīng)用的需求。前端和后端的分離，也方便用戶開發(fā)適合于自己的調(diào)試工具。

從效率上看，由于?Java?程序本身就是編譯成字節(jié)碼，運行在虛擬機上的，因此調(diào)試前后的程序、內(nèi)存占用都不會有大變化（僅僅是啟動一個?JDWP?所需要的內(nèi)存），任意程度都可以很好地調(diào)試，非常方便。而?JPDA?構(gòu)架下的幾個組成部分，JDWP?和?JDI?都比較小，主要的工作可以讓虛擬機自己完成。

從靈活性上，Java?調(diào)試工具是建立在強大的虛擬機上的，因此，很多前沿的應(yīng)用，比如動態(tài)編譯運行，字節(jié)碼的實時替換等等，都可以通過對虛擬機的改進而得到實現(xiàn)。隨著虛擬機技術(shù)的逐步發(fā)展和深入，各種不同種類，不同應(yīng)用領(lǐng)域中虛擬機的出現(xiàn)，各種強大的功能的加入，給我們的調(diào)試工具也帶來很多新的應(yīng)用。

總而言之，一個先天的，可控的運行態(tài)給?Java?的調(diào)試工作，給?Java?調(diào)試接口帶來了極大的優(yōu)勢和便利。通過?JPDA?這個標準，我們可以從虛擬機中得到我們所需要的信息，完成我們所希望的操作，更好地開發(fā)我們的程序。

7.2.?JPDA?組成模塊

JPDA?定義了一個完整獨立的體系，它由三個相對獨立的層次共同組成，而且規(guī)定了它們?nèi)咧g的交互方式，或者說定義了它們通信的接口。這三個層次由低到高分別是?Java?虛擬機工具接口（JVMTI），Java?調(diào)試線協(xié)議（JDWP）以及?Java?調(diào)試接口（JDI）。這三個模塊把調(diào)試過程分解成幾個很自然的概念：調(diào)試者（debugger）和被調(diào)試者（debuggee），以及他們中間的通信器。被調(diào)試者運行于我們想調(diào)試的?Java?虛擬機之上，它可以通過?JVMTI?這個標準接口，監(jiān)控當前虛擬機的信息；調(diào)試者定義了用戶可使用的調(diào)試接口，通過這些接口，用戶可以對被調(diào)試虛擬機發(fā)送調(diào)試命令，同時調(diào)試者接受并顯示調(diào)試結(jié)果。在調(diào)試者和被調(diào)試著之間，調(diào)試命令和調(diào)試結(jié)果，都是通過?JDWP?的通訊協(xié)議傳輸?shù)?。所有的命令被封裝成?JDWP?命令包，通過傳輸層發(fā)送給被調(diào)試者，被調(diào)試者接收到?JDWP?命令包后，解析這個命令并轉(zhuǎn)化為?JVMTI?的調(diào)用，在被調(diào)試者上運行。類似的，JVMTI?的運行結(jié)果，被格式化成?JDWP?數(shù)據(jù)包，發(fā)送給調(diào)試者并返回給?JDI?調(diào)用。而調(diào)試器開發(fā)人員就是通過?JDI?得到數(shù)據(jù)，發(fā)出指令。圖?2?展示了這個過程：

7.2.1.1.1.?圖?2.?JPDA?模塊層次

當然，開發(fā)人員完全可以不使用完整的三個層次，而是基于其中的某一個層次開發(fā)自己的應(yīng)用。比如您完全可以僅僅依靠通過?JVMTI?函數(shù)開發(fā)一個調(diào)試工具，而不使用?JDWP?和?JDI，只使用自己的通訊和命令接口。當然，除非是有特殊的需求，利用已有的實現(xiàn)會使您事半功倍，避免重復(fù)發(fā)明輪子。

這三個模塊我們會在后續(xù)文章中分別詳細介紹，這里我們簡單介紹它們的主要功能：

7.3.?JVMTI?的簡介

JVMTI（JVM?Tool?Interface）是?Java?虛擬機所提供的?native?編程接口，是?JVMPI（Java?Virtual?Machine?Profiler?Interface）和?JVMDI（Java?Virtual?Machine?Debug?Interface）的更新版本。從這個?API?的發(fā)展歷史軌跡中我們就可以知道，JVMTI?提供了可用于?debug?和?profiler?的接口；同時，在?Java?5/6?中，虛擬機接口也增加了監(jiān)聽（Monitoring），線程分析（Thread?analysis）以及覆蓋率分析（Coverage?Analysis）等功能。正是由于?JVMTI?的強大功能，它是實現(xiàn)?Java?調(diào)試器，以及其它?Java?運行態(tài)測試與分析工具的基礎(chǔ)。

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

JVMTI?是一套本地代碼接口，因此使用?JVMTI?需要我們與?C/C++?以及?JNI?打交道。事實上，開發(fā)時一般采用建立一個?Agent?的方式來使用?JVMTI，它使用?JVMTI?函數(shù)，設(shè)置一些回調(diào)函數(shù)，并從?Java?虛擬機中得到當前的運行態(tài)信息，并作出自己的判斷，最后還可能操作虛擬機的運行態(tài)。把?Agent?編譯成一個動態(tài)鏈接庫之后，我們就可以在?Java?程序啟動的時候來加載它（啟動加載模式），也可以在?Java?5?之后使用運行時加載（活動加載模式）。

·?-agentlib:agent-lib-name=options

·?-agentpath:path-to-agent=options

7.4.?Agent?的工作過程

7.4.1.?啟動

Agent?是在?Java?虛擬機啟動之時加載的，這個加載處于虛擬機初始化的早期，在這個時間點上：

·?所有的?Java?類都未被初始化；

·?所有的對象實例都未被創(chuàng)建；

·?因而，沒有任何?Java?代碼被執(zhí)行；

但在這個時候，我們已經(jīng)可以：

·?操作?JVMTI?的?Capability?參數(shù)；

·?使用系統(tǒng)參數(shù)；

動態(tài)庫被加載之后，虛擬機會先尋找一個?Agent?入口函數(shù)：

JNIEXPORT?jint?JNICALL?Agent_OnLoad(JavaVM?*vm,?char?*options,?void?*reserved)

在這個函數(shù)中，虛擬機傳入了一個?JavaVM?指針，以及命令行的參數(shù)。通過?JavaVM，我們可以獲得?JVMTI?的指針，并獲得?JVMTI?函數(shù)的使用能力，所有的?JVMTI?函數(shù)都通過這個?jvmtiEnv?獲取，不同的虛擬機實現(xiàn)提供的函數(shù)細節(jié)可能不一樣，但是使用的方式是統(tǒng)一的。

jvmtiEnv?*jvmti;?

(*jvm)->GetEnv(jvm,?&jvmti,?JVMTI_VERSION_

7.5.?JVMTI?基本功能

JVMTI?的功能非常豐富，包含了虛擬機中線程、內(nèi)存?/?堆?/?棧，類?/?方法?/?變量，事件?/?定時器處理等等?20?多類功能，下面我們介紹一下，并舉一些簡單列子。

7.5.1.?事件處理和回調(diào)函數(shù)

從上文我們知道，使用?JVMTI?一個基本的方式就是設(shè)置回調(diào)函數(shù)，在某些事件發(fā)生的時候觸發(fā)并作出相應(yīng)的動作。因此這一部分的功能非?；?，當前版本的?JVMTI?提供了許多事件（Event）的回調(diào)，包括虛擬機初始化、開始運行、結(jié)束，類的加載，方法出入，線程始末等等。如果想對這些事件進行處理，我們需要首先為該事件寫一個函數(shù)，然后在?jvmtiEventCallbacks?這個結(jié)構(gòu)中指定相應(yīng)的函數(shù)指針。比如，我們對線程啟動感興趣，并寫了一個?HandleThreadStart?函數(shù)，那么我們需要在?Agent_OnLoad?函數(shù)里加入：

7.5.2.?內(nèi)存控制和對象獲取

內(nèi)存控制是一切運行態(tài)的基本功能。?JVMTI?除了提供最簡單的內(nèi)存申請和撤銷之外（這塊內(nèi)存不受?Java?堆管理，開發(fā)人員需要自行進行清理工作，不然會造成內(nèi)存泄漏），也提供了對?Java?堆的操作。眾所周知，Java?堆中存儲了?Java?的類、對象和基本類型（Primitive），通過對堆的操作，開發(fā)人員可以很容易的查找任意的類、對象，甚至可以強行執(zhí)行垃圾收集工作。?JVMTI?中對?Java?堆的操作與眾不同，它沒有提供一個直接獲取的方式（由此可見，虛擬機對對象的管理并非是哈希表，而是某種樹?/?圖方式），而是使用一個迭代器（iterater）的方式遍歷：

7.5.3.?線程和鎖

線程是?Java?運行態(tài)中非常重要的一個部分，在?JVMTI?中也提供了很多?API?進行相應(yīng)的操作，包括查詢當前線程狀態(tài)，暫停，恢復(fù)或者終端線程，還可以對線程鎖進行操作。開發(fā)者可以獲得特定線程所擁有的鎖：

jvmtiError?GetOwnedMonitorInfo(jvmtiEnv*?env,?

????jthread?thread,?

????jint*?owned_monitor_count_ptr,?

????jobject**?owned_monitors_ptr)

也可以獲得當前線程正在等待的鎖：

jvmtiError?GetCurrentContendedMonitor(jvmtiEnv*?env,?

????jthread?thread,?

????jobject*?monitor_ptr)

7.5.4.?調(diào)試功能

調(diào)試功能是?JVMTI?的基本功能之一，這主要包括了設(shè)置斷點、調(diào)試（step）等，在?JVMTI?里面，設(shè)置斷點的?API?本身很簡單：

jvmtiError?SetBreakpoint(jvmtiEnv*?env,?

????jmethodID?method,?

????jlocation?location)

7.6.?主要部分

7.6.1.?Java?虛擬機工具接口（JVMTI）

JVMTI（Java?Virtual?Machine?Tool?Interface）即指?Java?虛擬機工具接口，它是一套由虛擬機直接提供的?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)試在該虛擬機上運行的?Java?程序，還能查看它們運行的狀態(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。我們知道，JVMTI?的前身是?JVMDI?和?JVMPI，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。

7.6.2.?Java?調(diào)試線協(xié)議（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）進程和后端（back-end）的被調(diào)試程序（debuggee）進程之間的交互數(shù)據(jù)的格式就是由?JDWP?來描述的，它詳細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)庫文件實現(xiàn)了一個?Agent，它會負責解析前端發(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現(xiàn)，傳輸層需要獨立實現(xiàn)，但是?JDWP?包括了和傳輸層交互的嚴格的定義，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。當然，傳輸層本身無非就是本機內(nèi)進程間通信方式和遠端通信方式，用戶有興趣也可以按?JDWP?的標準自己實現(xiàn)。

7.6.3.?Java?調(diào)試接口（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上的調(diào)試器來遠程操控后端虛擬機上被調(diào)試程序的運行，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程調(diào)試，但是直接編寫?JDWP?程序費時費力，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。

表?1?總結(jié)了三個模塊的不同點：

7.6.3.1.1.?表?1.?JPDA?層次比較

模塊	層次	編程語言	作用
JVMTI	底層	C	獲取及控制當前虛擬機狀態(tài)
JDWP	中介層	C	定義?JVMTI?和?JDI?交互的數(shù)據(jù)格式
JDI	高層	Java	提供?Java?API?來遠程控制被調(diào)試虛擬機

8.?找到源碼

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this.m_jSubtotalEuros?=?new?JLabel();

參考

深入?Java?調(diào)試體系，第?2?部分??JVMTI?和?Agent?實現(xiàn).htm

JVM源碼分析之javaagent原理完全解讀.htm

本文摘自：https://blog.51cto.com/a

Atitit.獲取swing?ui?按鈕控件的id?與名字?與JPDA?調(diào)試體系2021-09-15 15:05:22