【Java可执行命令】（六）调试工具 jdb：深入解析应用程序调试工具jdb ~

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【Java可执行命令】（六）调试工具 jdb：深入解析应用程序调试工具jdb ~

2024-07-10 06:04| 来源: 网络整理| 查看: 265

Java可执行命令详解之jdb 1️⃣ 概念2️⃣ 优势和缺点3️⃣ 使用3.1 语法格式3.1.1 参数：-sourcepath < path>3.1.2 指令：run [class [args]]3.1.3 指令：print < expr>3.1.4 指令：stop at< class>:< line>3.1.5 指令：watch [access|all] < class id>.< field name>3.1.6 指令：step 4️⃣ 应用场景5️⃣ 注意事项6️⃣ 扩展：现在流行的调试工具🌾 总结

在这里插入图片描述

1️⃣ 概念

jdb 是Java开发工具中的一部分，是一个用于调试Java程序的命令行工具。它由Sun Microsystems (现在是Oracle Corporation) 开发，并随JDK（Java Development Kit）一同提供。jdb 旨在提供一个交互式的调试环境，以帮助开发者诊断和修复Java应用程序中的错误。

jdb 提供了一个类似于传统命令行调试器的界面，可以在运行 Java 程序时暂停程序的执行，并允许开发者使用各种调试功能，例如设置断点、查看变量和堆栈信息、执行单步调试、监视变量值等。

其主要作用是帮助开发者定位和解决Java程序中的错误和异常。通过使用 jdb 调试器，开发者可以逐行检查代码、观察变量的值和状态，并在运行时动态地修改和测试代码逻辑。

jdb 是通过使用 Java 虚拟机自身提供的调试接口（JVMTI）来实现的。JVMTI 允许外部工具与正在运行的 Java 程序进行交互，并提供了访问程序状态和控制程序执行的能力，这使得 jdb 可以在程序运行时获取和修改程序的状态。

2️⃣ 优势和缺点

优点：

强大的调试功能：jdb 提供了丰富的调试功能，使得开发者能够更深入地理解和追踪程序的执行过程；命令行界面：命令行界面提供了更快速和高效的调试体验，并且可以在不同的操作系统上使用。

缺点：

学习曲线较陡峭：与一些集成开发环境（IDE）相比，jdb 的命令行界面可能对于初学者来说有一定的学习曲线；依赖控制台：由于 jdb 是一个命令行工具，它需要运行在支持终端或命令行界面的操作系统上。它可能不适用于所有的场景，特别是在没有命令行界面访问权限的远程服务器上。 3️⃣ 使用 3.1 语法格式

jdb 的使用语法如下所示：

jdb [options] [arguments]

其中：

options：可选的调试器参数；：要调试的Java类的名称；arguments：传递给主程序的参数。

jdb 命令支持一些可选参数来控制调试过程。汇总全部的可选参数如下表：

参数作用-sourcepath 要在其中查找源文件的目录-attach 使用标准连接器附加到指定地址处正在运行的 VM-listen 等待正在运行的 VM 使用标准连接器在指定地址处连接-listenany等待正在运行的 VM 使用标准连接器在任何可用地址处连接-launch立即启动 VM 而不是等待 ‘run’ 命令-listconnectors列出此 VM 中的可用连接器-connect :=,...使用所列参数值通过指定的连接器连接到目标 VM-dbgtrace [flags]输出信息供调试jdb-tclient在 HotSpot™ 客户机编译器中运行应用程序-tserver在 HotSpot™ 服务器编译器中运行应用程序

使用jdb命令和参数之后，就会进入调试行，此时就可以开始调试过程。而在调试行可操作的命令汇总如下表：

指令作用connectors 列出此 VM 中可用的连接器和传输run [class [args]]开始执行应用程序的主类--threads [threadgroup] 列出线程thread 设置默认线程suspend [thread id(s)] 挂起线程 (默认值: all)resume [thread id(s)] 恢复线程 (默认值: all)where [ | all] 转储线程的堆栈wherei [ | all]转储线程的堆栈, 以及 pc 信息up [n frames] 上移线程的堆栈down [n frames] 下移线程的堆栈kill 终止具有给定的异常错误对象的线程interrupt 中断线程--print 输出表达式的值dump 输出所有对象信息eval 对表达式求值 (与 print 相同)set = 向字段/变量/数组元素分配新值locals 输出当前堆栈帧中的所有本地变量--classes 列出当前已知的类class 显示已命名类的详细资料methods 列出类的方法fields 列出类的字段--threadgroups 列出线程组threadgroup 设置当前线程组--stop in .[(argument_type,...)] 在方法中设置断点stop at : 在行中设置断点clear .[(argument_type,...)] 清除方法中的断点clear : 清除行中的断点clear 列出断点catch [uncaught|caught|all] | 出现指定的异常错误时中断ignore [uncaught|caught|all] | 对于指定的异常错误, 取消 ‘catch’watch [access|all] . 监视对字段的访问/修改unwatch [access|all] . 停止监视对字段的访问/修改trace [go] methods [thread] 跟踪方法进入和退出。除非指定 ‘go’, 否则挂起所有线程trace [go] method exit | exits [thread] 跟踪当前方法的退出, 或者所有方法的退出。除非指定 ‘go’, 否则挂起所有线程untrace [methods] 停止跟踪方法进入和/或退出step 执行当前行step up 一直执行, 直到当前方法返回到其调用方stepi 执行当前指令下一步。步进一行 (步过调用)cont 从断点处继续执行--list [line number|method] 输出源代码use (或 sourcepath) [source file path] 显示或更改源路径exclude [, ... | "none"] 对于指定的类, 不报告步骤或方法事件classpath 从目标 VM 输出类路径信息--monitor 每次程序停止时执行命令monitor 列出监视器unmonitor 删除监视器read 读取并执行命令文件--lock 输出对象的锁信息threadlocks [thread id] 输出线程的锁信息--pop 通过当前帧出栈, 且包含当前帧reenter 与 pop 相同, 但重新进入当前帧redefine 重新定义类的代码--disablegc 禁止对象的垃圾收集enablegc 允许对象的垃圾收集--!! 重复执行最后一个命令将命令重复执行 n 次# 放弃 (无操作)help (或 ?) 列出命令version 输出版本信息exit (或 quit) 退出调试器

: 带有程序包限定符的完整类名； : 带有前导或尾随通配符 (‘*’) 的类名； : threads 命令中报告的线程编号； : Java™ 编程语言表达式。

上面表格汇总了jdb的调试模式中，所有一共近60个调试命令，读者可以根据自己的需求参照表格选择所需指令。下是主要介绍一些常用的 jdb 可选参数或指令：

-sourcepath ：指定源代码路径；run [class [args]]：开始执行应用程序的主类；print ：打印表达式的值；stop at:：在指定的源代码位置设置断点；watch [access|all] .：监视指定变量的值；step：执行单步调试。 3.1.1 参数：-sourcepath < path>

jdb -sourcepath 命令用于指定源代码的路径，这对于在调试过程中查看源代码非常有用。以下是一个演示：

假设有一个名为 MyApp 的Java应用程序，并且源代码位于 /path/to/source 目录下。我们希望在调试期间能够访问到正确的源代码。在这种情况下，我们可以使用以下命令来启动 jdb 并设置源代码路径：

jdb -sourcepath /path/to/source MyApp

运行该命令后，jdb 将启动并等待连接到 MyApp 应用程序进程。此时，如果在应用程序中设置了断点，jdb 将暂停应用程序的执行，并允许您逐步调试代码。使用 -sourcepath 选项后，可以使用 list 命令查看当前断点所在位置的源代码，从而更容易地理解正在调试的代码。

3.1.2 指令：run [class [args]]

当使用 jdb 的 run [class [args]] 指令时，可以运行 Java 应用程序进行调试。以下是一个案例演示：

使用 jdb 运行应用程序，可按照以下步骤操作：

在命令行中输入命令来启动 jdb 调试器：

jdb

在 jdb 命令提示符下，使用 run 命令并指定要运行的类名和参数（可选）：

run MyApp

如果应用程序需要命令行参数，可以在 run 命令后添加它们：

run MyApp arg1 arg2

jdb 将尝试加载并运行指定的类。如果成功，它将开始执行应用程序。

应用程序开始执行时，jdb 将以调试模式暂停应用程序的执行，并返回到 jdb 的命令提示符。这意味着我们可以开始在代码中设置断点、查看变量值，并进行其他调试操作。

需要注意确保已经编译并生成了可调试的 Java 类文件，才能进行运行和调试。

3.1.3 指令：print < expr>

当使用 jdb 的 print 指令时，可以在调试过程中打印表达式的值。以下是一个案例演示：

假设正在调试一个 Java 应用程序，下面是一个简单的 Java 类：

public class MyApp { public static void main(String[] args) { int x = 10; int y = 5; int sum = x + y; System.out.println("Sum: " + sum); System.out.println("Product: " + multiply(x, y)); } public static int multiply(int a, int b) { return a * b; } }

现在，我们在 jdb 中设置断点，并使用 print 命令来查看变量的值：

在命令行中输入以下命令来启动 jdb 调试器并指定要调试的类：

jdb MyApp

使用 stop at 命令设置断点，例如在 multiply 方法内的第一行：

stop at MyApp.multiply:3

使用 run 命令启动应用程序：

run

当应用程序执行到断点处时，jdb 将暂停应用程序的执行。

现在，可以使用 print 命令来打印表达式的值。例如，要打印变量 x 和 y 的值：

print x print y

jdb 将在命令行中显示变量的值。

还可以在 print 命令中使用表达式。例如，要打印 x 和 y 的和以及调用 multiply 方法的返回值：

print x + y print multiply(x, y)

jdb 将计算并打印表达式的结果。

在完成调试操作后，可以使用 cont 命令继续执行应用程序。

这个案例演示了如何在 jdb 中使用 print 命令来查看变量和表达式的值。注意，在每个断点处，变量的作用域是可见的。

3.1.4 指令：stop at< class>:< line>

当使用 jdb 的 stop at : 指令时，可以在指定的类和行号上设置断点。以下是一个案例演示：

同样使用上边案例的 MyApp Java类来演示在特定类和行号上设置断点以进行调试。

在命令行中输入以下命令来启动 jdb 调试器并指定要调试的类：

jdb MyApp

在 jdb 提示符下，使用 stop at 命令来设置断点。例如，设置在 main 方法内的第 6 行处：

stop at MyApp:6

这将在指定的类和行号上设置一个断点。

使用 run 命令启动应用程序：

run

应用程序将开始执行，并在达到断点位置时暂停。

当应用程序暂停时，可以查看变量的值、执行其他调试操作以及逐行调试。

注意，jdb 默认情况下会在应用程序开始执行后立即停止。因此需要在应用程序达到断点之前设置断点。

3.1.5 指令：watch [access|all] < class id>.< field name>

当使用 jdb 的 watch [access|all] . 指令时，可以设置监视点以在字段访问时触发暂停。以下是一个案例演示：

假设有一个 MyClass 的Java类，其中包含一个实例字段 count，现在希望在每次修改 count 字段值时暂停并进行调试。下面是一个简单的示例：

public class MyClass { private int count = 0; public void increment() { count++; } public int getCount() { return count; } public static void main(String[] args) { MyClass obj = new MyClass(); obj.increment(); System.out.println("Count: " + obj.getCount()); } }

现在，让我们在 jdb 中设置监视点并进行调试：

在命令行中输入以下命令来启动 jdb 调试器并指定要调试的类：

jdb MyClass

在 jdb 提示符下，使用 stop in 命令设置断点，例如在 increment 方法内的第一行：

stop in MyClass.increment:1

使用 run 命令启动应用程序：

run

应用程序将开始执行，并在达到断点位置时暂停。

当应用程序暂停时，可以使用 watch 命令设置监视点。例如，设置对 count 字段的访问进行监视：

watch access MyClass.count

此命令将在字段访问时触发暂停。

如果希望在字段读取或写入时都触发暂停，可以使用 watch all 命令：

watch all MyClass.count

在监视点设置后，当应用程序访问或修改 count 字段时，jdb 将暂停，并返回到 jdb 的命令提示符以供进一步调试。

需要注意监视点只能设置在可调试的字段上，并且只在第一个访问或修改操作发生时触发暂停。

3.1.6 指令：step

当使用 jdb 的 step 指令时，可以逐语句执行代码并进入方法调用。以下是一个案例演示：

现在有一个 MyClass 的Java类，其中包含一个方法调用链，我们希望在每个方法调用和逐语句执行代码时进行调试。下面是一个简单的示例：

public class MyClass { public void methodA() { System.out.println("Inside methodA"); methodB(); } public void methodB() { System.out.println("Inside methodB"); methodC(); } public void methodC() { System.out.println("Inside methodC"); } public static void main(String[] args) { MyClass obj = new MyClass(); obj.methodA(); } }

在命令行中输入以下命令来启动 jdb 调试器并指定要调试的类：

jdb MyClass

在 jdb 提示符下，使用 stop in 命令设置断点，例如，在 methodA 方法内的第一行：

stop in MyClass.methodA:1

使用 run 命令启动应用程序：

run

应用程序将开始执行，并在达到断点位置时暂停。

当应用程序暂停时，您可以使用 step 命令逐语句执行代码。键入以下命令并按回车键：

step

这将执行当前行，并逐语句地执行代码。

可以重复使用 step 命令，每次执行一行代码并进入方法调用，直到代码执行完成或到达断点。

step 命令会进入所有方法调用，因此可能需要多次执行该命令来查看每个方法的执行。

4️⃣ 应用场景

jdb 在以下情况下特别有用:

错误排查：当程序出现错误、崩溃或异常时，可以使用 jdb 来分析问题并找到修复代码的位置；代码调试：可以在程序执行的不同位置设置断点，逐行调试以便观察代码行为和验证逻辑；性能调优：可以使用 jdb 来检测程序中的性能瓶颈，分析 CPU 和内存使用情况，并找到优化的机会。 5️⃣ 注意事项

在使用 jdb 进行调试时，请注意以下几点：

确保使用 -g 选项对源代码进行编译，以便在调试器中能够正确地查看变量和源代码；仔细阅读 jdb 的文档，并了解每个命令和选项的作用；使用合适的断点，以避免存在太多或不必要的断点；在调试期间，观察变量的值及其对程序行为的影响；避免在生产环境中使用 jdb 调试，应将其限制在开发和测试环境中使用。 6️⃣ 扩展：现在流行的调试工具

在Java开发领域，有许多流行的代码调试工具可供选择，尤其是现在的IDE软件基本都集成了更加直观的图形化调试工具，这也使得本文介绍的传统的命令行调试方式，因其比较繁多及复杂的指令格式逐渐被大众开发者所遗忘或摒弃。以下是一些目前广泛使用的Java代码调试工具：

IntelliJ IDEA：IntelliJ IDEA是一个很流行的Java IDE，也提供了高级的调试功能。它支持断点调试、条件断点、表达式求值和远程调试等功能，并具有用户友好的界面；Eclipse：Eclipse是一个强大的Java集成开发环境（IDE），具有内置的调试功能。它提供了逐行调试、断点设置、变量监视和堆栈跟踪等实用特性；NetBeans：NetBeans是一款免费的开源Java IDE，内置了强大的调试功能。它支持基本调试操作，如断点设置、单步执行和变量监视，同时还提供了高级功能，如异常捕获和线程调试；jdb：在本文我们已经详细介绍了jdb，这是Java自带的命令行调试器，适用于那些更喜欢命令行界面和脚本化操作的开发者。

这些是当前流行的Java代码调试工具，每个工具都有其特定的优点，并适用于不同类型的项目和开发需求。选择适合自己的工具取决于个人偏好、项目要求和团队协作等因素。建议根据自身的需求，尝试并选择最适合您的Java代码调试工具。

🌾 总结

jdb 是一个功能强大且灵活的 Java 调试器，提供了一系列功能和选项来帮助开发者定位、调试和修复 Java 应用程序中的问题。通过设置断点、单步调试、监视变量等操作，开发者可以深入了解程序的执行状态，并进行错误排查和性能调优。

尽管 jdb 的命令行界面对于新手而言可能有一定的学习曲线，但通过熟悉其语法和常用选项，开发者可以更加高效地利用 jdb 进行调试工作。同时，需要注意在合适的情况下使用 jdb，并遵循最佳实践以确保有效地使用调试器工具。

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