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生产环境问题排查 ​

jdwp ​

什么是jdwp？ ​

JDWP（Java Debug Wire Protocol）即Java调试线协议，是一个专为Java调试设计的通讯交互协议。以下是对JDWP的详细解释：

一、定义与作用

JDWP定义了调试器（debugger）和被调试的Java虚拟机（target vm）之间的通信协议。通过此协议，调试器可以获取目标虚拟机的类、对象、线程等信息，并控制Java程序的执行。在Java应用开发中，JDWP是实现远程调试和本地调试的关键技术。

二、工作原理

  1. 握手阶段：在传输层连接建立完成后，调试器会发送一个14个字符的ASCII字符串“JDWP-Handshake”到目标Java虚拟机。目标Java虚拟机在收到该字符串后，会回复同样的字符串，以此完成握手过程。握手成功后，调试器就可以开始向目标Java虚拟机发送调试命令。
  2. 通信阶段：JDWP通过命令（command）和回复（reply）进行通信。调试器发送命令包（command packet）来获取目标Java虚拟机的信息或控制程序的执行，而目标Java虚拟机则通过发送回复包（reply packet）来回应这些命令。此外，目标Java虚拟机还可以通过发送命令包来通知调试器某些事件的发生，如到达断点或产生异常。

三、数据包结构

JDWP的数据包分为命令包和回复包两种类型，它们都由包头（header）和数据（data）两部分组成。

  1. 包头：包头的结构和长度是固定的，包含整个包的长度、唯一标识符（Id）、标志位（Flags）和命令集（Command Set）等信息。
  2. 数据：数据的长度是可变的，具体内容视数据包的内容而定。例如，请求一个对象成员变量值的命令包中，数据部分就包含该对象的ID和成员变量的ID；而回复包中则包含该成员变量的值。

四、数据类型

JDWP还定义了一些数据类型，专门用来传递Java相关的数据信息。这些数据类型包括：

  1. TaggedObject：表示一个被标记的Java对象，包含唯一标识对象的objectID和附加信息（如类名称、类型签名等）。
  2. ArrayReference：表示一个Java数组对象，包含唯一标识数组的arrayID和数组的长度、元素类型等信息。
  3. ClassObjectReference：表示一个Java类对象，包含唯一标识类的classID和类的名称、加载器等信息。
  4. Field：表示一个Java字段，包含唯一标识字段的fieldID和字段的名称、类型、修饰符等信息。
  5. Method：表示一个Java方法，包含唯一标识方法的methodID和方法的名称、参数、返回值类型、修饰符等信息。
  6. Location：表示Java代码中的一个位置，包含标识所在类的classID和标识代码位置的codeIndex。

五、安全性考虑

由于JDWP是调试协议，通常不包含认证信息。因此，在开启调试端口的Java应用中，如果未采取适当的安全措施，攻击者可能会利用JDWP进行调试，并最终执行恶意命令。这构成了潜在的安全隐患。为了保障安全，建议在使用JDWP进行调试时，采取必要的安全措施，如限制调试端口的访问权限、使用防火墙等。

综上所述，JDWP是Java调试中不可或缺的重要技术。通过了解JDWP的工作原理和数据包结构等信息，可以更好地利用这一技术进行Java应用的调试和开发。同时，也需要注意其潜在的安全隐患，并采取相应的安全措施来保障应用的安全。

jdwp使用 ​

使用https://gitee.com/dexterleslie/demonstration/tree/master/demo-java/demo-java-assistant示例协助测试

编译示例

bash
mvn package

运行示例启用jdwp

bash
java -agentlib:jdwp=transport=dt_socket,server=y,suspend=n,address=5005 -jar target/demo.jar
  • transport：指定传输方式，如dt_socket（使用套接字连接）或dt_shmem（使用共享内存连接）。
  • server：指定是否作为服务器等待调试器连接（y）或连接到指定的调试器（n）。
  • suspend：指定是否在启动时被调试程序暂停等待调试器连接（y）或继续执行（n）。
  • address：指定传输连接的地址或端口号。

使用IDEA远程调试，打开Edit Configurations ...配置界面，新增Remote JVM Debug配置信息如下：

  • Debugger mode为Attach to remote JVM
  • Host为192.168.235.128（运行jdwp java进程所在的主机ip）
  • Port为5005
  • Command line arguments for remote JVM为自动生产不需要手动编辑
  • 选择JDK 5 - 8
  • Use module classpath选择demo-java-assistant

点击Debug按钮连接到jdwp java进程。

添加条件断点（条件为param1.equals("hello")），访问接口http://localhost:8080/api/v1/jdwp/debug?param1=hello即可命中条件断点。

添加异常断点（捕获异常为Exception），访问接口http://localhost:8080/api/v1/jdwp/debug?param1=exception即可命中异常断点。

BTrace ​

注意：因为需要编写脚本，所以暂时不使用此工具。

什么是BTrace？ ​

BTrace是一个由Sun公司推出的、用于Java平台的动态、安全追踪（监控）工具。以下是对BTrace的详细解释：

一、定义与功能

BTrace通过向运行中的Java程序植入字节码文件，实现对运行中的Java程序的动态跟踪和监控。它能够在不重启应用的情况下，方便地获取程序运行时的数据信息，如方法参数、返回值、全局变量和堆栈信息等。同时，BTrace的设计确保了其对被监控程序的侵入性最小，占用系统资源最少。

二、使用场景

  1. 日志分析：BTrace可以用来做代码日志跟进，记录方法执行过程中的关键信息，帮助开发者了解程序的运行状态。
  2. 性能监控：BTrace可以监控接口性能变慢的问题，分析各个方法的耗时，从而找出性能瓶颈。
  3. 异常分析：BTrace可以用来分析异常信息，帮助开发者快速定位并解决问题。
  4. 系统信息收集：BTrace还可以用来收集系统相关信息，如GC（垃圾回收）及调用栈信息等，为系统优化提供数据支持。

三、使用限制

由于BTrace会把脚本逻辑直接侵入到运行的代码中，所以在使用上有很多限制，以确保不影响程序的正常运行。这些限制包括：

  1. 不能创建对象。
  2. 不能使用数组。
  3. 不能抛出或捕获异常。
  4. 不能使用循环。
  5. 不能使用synchronized关键字。

此外，不恰当的使用BTrace可能导致JVM崩溃，如在BTrace脚本中使用错误的class文件。因此，在上生产环境之前，务必在本地充分验证脚本的正确性。

四、使用方法

使用BTrace通常需要以下步骤：

  1. 下载并配置BTrace：从BTrace的官方GitHub页面（https://github.com/btraceio/btrace）下载BTrace的运行包，并配置好环境变量和依赖。
  2. 编写BTrace脚本：根据监控需求，编写BTrace脚本。脚本中需要使用BTrace提供的注解来定义需要分析的方法入口和参数。
  3. 运行BTrace脚本：将编写好的BTrace脚本应用到运行中的Java程序上，BTrace会将脚本逻辑注入到程序中，开始收集运行时的数据。

五、总结

BTrace是一个功能强大的Java动态追踪工具，它能够在不重启应用的情况下，方便地获取程序运行时的数据信息。但是，由于其对被监控程序的侵入性，使用时需要遵守一定的限制，并确保脚本的正确性。在生产环境中，BTrace是一个非常有价值的工具，可以帮助开发者快速定位并解决问题。

arthas ​

详细用法请参考 链接