Eclipse远程调试Tomcat

最近，一直在研究Tomcat的工作内幕，主要的方法就是参考《How Tomcat Works》 这本书和Tomcat 5.5.26的源代码。

 

Tomcat的代码结构还是比较清晰的，注释也比较全。但是代码毕竟是静态的，难以彻底弄清类与类之间的协作关系，以及运行时对象的交互关系。

 

如果能对Tomcat的启动、处理请求和停止的过程进行断点调试，看清Tomcat的每一步行踪，那么就能解决上面的问题了。

 

于是，又一个问题出来了：如何使用Eclipse远程调试Tomcat ？

 

上网查了一些资料，相关的文章还是很多的。我简单梳理了一下解决方案及原理，顺便熟悉了Tomcat的启动脚本。

 

如何远程调试JVM？

远程调试Tomcat，本质上就是远程调试JVM。倒不是需要了解JVM自身的运行细节，而是要了解JVM上应用程序的运行细节。

无论如何，我们都要获取JVM运行时的内部信息（比如查看调试信息），并对JVM的运行流程进行控制（比如单步执行），才能达到调试的目的。

 

这个事情光靠调试器本身，肯定是做不到的。不然，JVM的安全性就大打折扣了。除非JVM提供某种“后门”，供调试器查询一些运行时信息，并允许调试器发送一些控制命令。

 

不得不感慨，JVM的强大。从J2SE 1.4.2开始，就已经提出并实现了JavaTM Platform Debugger Architecture ，简称JPDA。

 

JPDA简介

顾名思义，JPDA为Java平台上的调试器定义了一个标准的体系结构。该体系结构包括3个主要组成部分：JVM TI、JDI和JDWP。

 

JVM TI的全称是Java Virtual Machine Tool Interface，它定义了JVM为了支持调试而必须提供的功能及相应的访问接口。这些访问接口是以本地语言的形式提供的，由JVM（比如Sun公司的HotSpot VM）负责实现。

不过，JVM TI只是JVM提供的一系列函数，调试器（特别是远程的调试器）如何调用呢？其实啊，JVM TI的直接客户端并不是调试器，而是一个称为“JPDA back-end”的东东。这个东东应该是属于JVM的一部分，在SUN JRE的bin目录下可以找到jdwp.dll(jdwp.so)的库文件，这就是JPDA back-end的实现。按我理解，JPDA back-end提供了各种访问方式（共享内存，Socket），通过这些方式接收调试器的请求，然后调用JVM TI接口。

 

JDI的全称是Java Debug Interface，它定义了访问JVM TI接口的高层API，以纯Java语言提供，由JDK实现（在Sun JDK的tools.jar可以找到）。调试器直接使用JDI来实现调试的功能。与JPDA back-end相对应，JDI实现的角色就是JPDA front-end。

 

JDWP的全称是Java Debug Wire Protocol，它定义了JPDA front-end和JPDA back-end之间通讯信息的二进制格式。这里的通讯信息主要包括两种：调试器发送给JVM的请求信息和JVM发送给调试器的调试信息。

 

总结一下，调试器 调用JDK提供的JDI实现 (JPDA front-end)，经由JDWP协议 ，和JVM自带的JPDA back-end (jdwp.dll, jdwp.so, ...)进行通讯。JPDA back-end 通过调用JVM TI接口 ，从而获知调试信息，或发送控制命令。然后，JPDA back-end 将调试信息或命令执行结果，通过JDWP协议 ，返回给调试器 。

 

如何启用JPDA

默认情况下，JVM并没有启用JPDA back-end。需要在启动JVM的命令行加载以下参数：

-Xdebug -Xrunjdwp:transport=dt_socket, address=8000,server=y,suspend=y

 

-Xdebug

启用调试特性

-Xrunjdwp

启用JDWP实现，它包含若干子选项：

transport=dt_socket

JPDA front-end和back-end之间的传输方法。dt_socket表示使用套接字传输。

address=8000

JVM在8000端口上监听请求。

server=y

y表示启动的JVM是被调试者。如果为n，则表示启动的JVM是调试器。

suspend=y

y表示启动的JVM会暂停等待，直到调试器连接上。

 

suspend=y这个选项很重要。如果你想从Tomcat启动的一开始就进行调试，那么就必须设置suspend=y。

 

Tomcat的启动脚本

只要Tomcat启动时，启用了JPDA，那么就可以被调试。而Tomcat默认是不启用JPDA的，需要我们手动开启。

 

开启JPDA的方法也很简单，对Tomcat的启动脚本做点修改，把启动JPDA的命令行参数添加进去，就可以了。

 

不过Tomcat启动脚本还是有点复杂的，并不是简单的”java ...“。我们先简单的梳理一下。

 

在Tomcat 5.5.26发行版的bin目录下，有N多脚本，其中与Tomcat启停有关的脚本是(以Windows为例)：

startup.bat        //启动Tomcat

shutdown.bat   //停止Tomcat

catalina.bat       //包含启动/停止Tomcat的核心逻辑

 

startup.bat和shutdown.bat都是通过调用catalina.bat来实现启动和停止的功能，因此他俩的代码都很少。主要的逻辑都在catalina.bat中。

 

catalina.bat是个强大的脚本，通过参数，可以执行各种动作，包括debug run start stop version等。

如果我们直接执行catalina.bat，就可以看到它的用法说明：

 

 

 

startup.bat，其实就是执行catalina.bat start；shutdown.bat，其实就是执行catalina.bat stop。

不难猜到，我们可以写一个jdpa.bat，直接调用catalina.bat jpda start，应该就可以启用JPDA。我们拷贝一份startup.bat，把下面这行

call "%EXECUTABLE%" start %CMD_LINE_ARGS%

修改成

call "%EXECUTABLE%" jpda start %CMD_LINE_ARGS%

 

不过，-Xdebug -Xrunjdwp:transport=dt_socket, address=8000,server=y,suspend=y，这些选项参数怎么传递给catalina.bat呢？

看看catalina.bat前面的注释，server的值默认就是y，transport的值是变量JPDA_TRANSPORT，address的值是变量JPDA_ADDRESS，suspend的值是变量JPDA_SUSPEND 。如果没有显式地复制，这些变量的值默认是dt_shmem jdbconn n（默认值表示使用共享内存作为传输方式）。这些默认值不是我们需要的，Eclisep的远程调试目前只支持套接字传输。在调用catalina.bat jpda start之前，我们给这些变量设置恰当的值：

set JPDA_TRANSPORT=dt_socket

set JPDA_ADDRESS=8000

set JPDA_SUSPEND=y

 

call "%EXECUTABLE%" jpda start %CMD_LINE_ARGS%

 

然后，直接执行jpda.bat，Tomcat就运行在JPDA可调式模式下：

 

 

从上图可以看出，Tomcat的JPDA使用套接字传输，监听在8000端口。Tomcat的启动已经暂停，只有调试器连接上来，才会继续启动。

 

我把jpda.bat的完整内容列在下面，其中黑体部分，在startup.bat基础上添加的代码：

 

 

 

@echo off

if "%OS%" == "Windows_NT" setlocal

rem ---------------------------------------------------------------------------

rem Jpda script for the CATALINA Server

rem

rem $Id: jpda.bat 302918 2004-05-27 18:25:11Z yoavs $

rem ---------------------------------------------------------------------------

 

rem Guess CATALINA_HOME if not defined

set CURRENT_DIR=%cd%

if not "%CATALINA_HOME%" == "" goto gotHome

set CATALINA_HOME=%CURRENT_DIR%

if exist "%CATALINA_HOME%/bin/catalina.bat" goto okHome

cd ..

set CATALINA_HOME=%cd%

cd %CURRENT_DIR%

:gotHome

if exist "%CATALINA_HOME%/bin/catalina.bat" goto okHome

echo The CATALINA_HOME environment variable is not defined correctly

echo This environment variable is needed to run this program

goto end

:okHome

 

set EXECUTABLE=%CATALINA_HOME%/bin/catalina.bat

 

rem Check that target executable exists

if exist "%EXECUTABLE%" goto okExec

echo Cannot find %EXECUTABLE%

echo This file is needed to run this program

goto end

:okExec

 

rem Get remaining unshifted command line arguments and save them in the

set CMD_LINE_ARGS=

:setArgs

if ""%1""=="""" goto doneSetArgs

set CMD_LINE_ARGS=%CMD_LINE_ARGS% %1

shift

goto setArgs

:doneSetArgs

 

set JPDA_TRANSPORT=dt_socket

set JPDA_ADDRESS=8000

set JPDA_SUSPEND=y 

 

call "%EXECUTABLE%" jpda start %CMD_LINE_ARGS%

 

:end

 

 

 

 

在Eclipse中远程调试Tomcat

首先将Tomcat 5.5.26的源代码分为container connectors jasper servletapi build五个项目，导入到Eclipse中。启动相关的代码主要在container中，就以它为当前项目，打开”Debug Configurations“对话框。

然后创建一个”Remote Java Application“，Connection Type选择”Standard (Socket Attach)“，Host填写localhost（Tomcat所在的主机地址），Port填写8000。最后点击”Apply“保存。

 

 

首先确保已经执行了jpda.bat，Tomcat正在等待调试器连接；然后执行上述的Debug Configuration，Eclipse就可以连上Tomcat。

 

Tomcat的启动是从Bootstrap的main方法开始，我在第一行代码处设置了断点，Tomcat的启动就停在了这一行：

 

 

 

接着，让Tomcat继续执行，我们可以看到，控制台输出了启动信息。

 

 

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Tomcat6.0远程调试

有些时候，调试不得不用外网，比如说做支付宝的支付接口，服务器后台通 知就不得不用外网的ip。无奈，只能扔到服务器远程调试了。

网上讲关于远程调试tomcat的倒是蛮多，基本都是将改啥catalina.sh,startup.sh的，操作还是复杂点。下面这篇就只针对于 linux下的tomcat远程调试，不用改啥文件，简单而又没啥副作用。本人在tomcat6 的情况下远程调试成功。

相信很 多J2EE的开发者都是在Windows上面开发程序，然后把程序上传到Linux下运行的吧。可是有时候在自己机器上运行的好好的程序，放到服务器下就 出错了。单单看出错信息也推断不出是哪里的问题。这时候试试用Java的JPDA远程调试程序，一定可以让你很满意。

tomcat服务器已经内置了JPDA支持，只要用:

catalina.sh jpda start

这条命令启动tomcat，它就会监听8000端口，等待调试器的连接。要注意不能使用 startup.sh脚本。tomcat会使用 JPDA_ADDRESS这个环境变量的值。比如想监听8017端口：

export  JPDA_ADDRESS=8017 

catalina.sh jpda start

接着，选一个自己喜欢的调试器，基本上现在主流的如Eclipse、NetBean都可以。我主要使用Eclipse，操作只要三步：

1.选择“Run”菜单里的“Open Debug Dialog”。

2.在对话框里找到“Remote Java Application”。 右键菜单选择“New”创建一个配置。

3.新创建的配置的Project选择服务器上的工程。Host和Port分别填写你服务器的IP和JPDA的端口，默认是8000，或 者$JPDA_ADDRESS。

现在就可以像本机调试一样， 设置断点和跟踪调试了。

 

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tomcat 6 debug jpda 简单配置

今日在tomcat下开发，为避免在没有改变java方法和类名的情况下重新加载整个webapp，查阅了些资料后需要启用jvm的jpda， 同时要能远程debug；

研究了半天发现其实很简单，人家已经做的很好了；只需要加jpda 4个字母就可以了；

 

修改startup.bat 找到call "%EXECUTABLE%" start %CMD_LINE_ARGS% 改为call "%EXECUTABLE%" jpda start %CMD_LINE_ARGS% 即可；这样在java的方法里面修改代码就不需要费时费力的重新加载上下文，也不需要重新登录。

 

如果需要修改debug端口，（默认8000），改catalina.bat 中set JPDA_ADDRESS=8000 处；

 

启动命令方式如下：

echo Usage: catalina ( commands ... )

echo commands:

echo debug Start Catalina in a debugger

echo debug -security Debug Catalina with a security manager

echo jpda start Start Catalina under JPDA debugger

echo run Start Catalina in the current window

echo run -security Start in the current window with security manager

echo start Start Catalina in a separate window

echo start -security Start in a separate window with security manager

echo stop Stop Catalina

 

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Tomcat jpda Eclipse

 

1. 修改%CATALINE_HOME%/bin下的文件catalina.bat

 找到 这段代码

 

 

if not ""%1"" == ""jpda"" goto noJpda

set JPDA=jpda

if not "%JPDA_TRANSPORT%" == "" goto gotJpdaTransport

set JPDA_TRANSPORT=dt_shmem

:gotJpdaTransport

if not "%JPDA_ADDRESS%" == "" goto gotJpdaAddress

set JPDA_ADDRESS=jdbconn

:gotJpdaAddress

if not "%JPDA_SUSPEND%" == "" goto gotJpdaSuspend

set JPDA_SUSPEND=n

:gotJpdaSuspend

if not "%JPDA_OPTS%" == "" goto gotJpdaOpts

set JPDA_OPTS=-Xdebug -Xrunjdwp:transport=%JPDA_TRANSPORT%,address=%JPDA_ADDRESS%,server=y,suspend=%JPDA_SUSPEND%

:gotJpdaOpts

shift

:noJpda

 

修改红色部分，

set JPDA_TRANSPORT=dt_socket

set JPDA_ADDRESS=8787

说明：dt_shmem表示本机；dt_socket表示远程调试

2. 修改%CATALINE_HOME%/bin下的文件startup.bat

找到 这段代码

call "%EXECUTABLE%" start %CMD_LINE_ARGS%

修改为

call "%EXECUTABLE%" jpda start %CMD_LINE_ARGS%

3. eclipse 设置调试环境

在Eclipse中选择Run?Debug，在弹出的对话框中右击Remote Java Application新建一个远程调试项。

在“Project”中选择要调试的项目，在“Host”中输入需要远程调试项目的IP，也就是tomcat所在的IP，在“Port”中输入设置的端口号，比如上面设置的8787，然后钩选“Allow termination of remote VM”，Connection Type不需要修改。点击Apply按钮，然后点击Debug按钮。开始调试。