JVMTI 中间JNI系列功能，线程安全和故障排除技巧

jni functions

在使用 JVMTI 的过程中，有一大系列的函数是在 JVMTI 的文档中

没有提及的，但在实际使用却是很实用的。

比如。在使用 SingleStep 函数时。

void JNICALL

SingleStep(jvmtiEnv *jvmti_env,

            JNIEnv* jni_env,

            jthread thread,

            jmethodID method,

            jlocation location)

我们就能够使用 jni_env 来调用 jni functions 中的一系列函数。

比如：

jclass mainClass = (*jni_env)->FindClass(jni_env, "Foo");

jfieldID fieldID = (*jni_env)->GetStaticFieldID(jni_env, mainClass, "x", "I");

jint fieldValue = (*jni_env)->GetStaticIntField(jni_env, mainClass, fieldID);

通过使用 jni functions 就能够获取 Foo 类中的静态整型变量的值。

另外在 jni functions 文档中还有大量易用的

函数，都是在 JVMTI 文档中没有提及的。很实用。

事件回调函数的线程安全

在 JVMTI 中有一系列回调函数，当使用 SetEventNotificationMode 和 SetEventCallbacks 设置了某个事件的回调函数后。Java 虚拟机

在对应事件发生时，就会调用我们在 JVMTI 的 agent 中写的回调函数。

千万注意：多数回调函数须要保证线程安全。

也就是说，我们写的回调函数要保证是可重入的。不然的话，一个线程运行时进入了回调函数，还没运行完这个回调函数时，可能会被切换

到还有一线程，而还有一线程也可能又一次进入这个回调函数，运行完之后，又切换回前一线程时，才继续运行上一个没有运行完的回调函数。

假设

你使用了全局变量，就要格外注意上述情况可能导致的数据不一致问题。

解决问题的最简单的办法就是使用 Raw Monitor。

在 Agent_OnLoad 函数中创建一个 Raw Monitor：

(*jvmti)->CreateRawMonitor(jvmti, "singelStep", &singleStepMonitorId);

然后。在回调函数的開始和结束时，使用这个 Raw Monitor 形成一个临界区，使得多个线程不能同一时候进入这个临界区:

void JNICALL

callbackSingleStep(

jvmtiEnv *jvmti,

JNIEnv* jni,

jthread thread,

jmethodID method,

jlocation location) {

(*jvmti)->RawMonitorEnter(jvmti, singleStepMonitorId);

...

(*jvmti)->RawMonitorExit(jvmti, singleStepMonitorId);

}

JVMTI agent 的调试

JVMTI 的 agent 假设出错，Java 虚拟机就会直接崩溃，同一时候生成一个 log，我们须要依据这个 log 推測 agent 中哪里出现了错误，比如：

#

# A fatal error has been detected by the Java Runtime Environment:

#

#  EXCEPTION_ACCESS_VIOLATION (0xc0000005) at pc=0x000000006f99f004, pid=6760, tid=8140

#

# JRE version: Java(TM) SE Runtime Environment (8.0_31-b13) (build 1.8.0_31-b13)

# Java VM: Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (25.31-b07 mixed mode windows-amd64 compressed oops)

# Problematic frame:

# V  [jvm.dll+0x12f004]

#

# Failed to write core dump. Minidumps are not enabled by default on client versions of Windows

#

# If you would like to submit a bug report, please visit:

#   http://bugreport.java.com/bugreport/crash.jsp

#

...

Register to memory mapping:

RAX=0x0000000000000000 is an unknown value

RBX=0x000000005af15000 is a thread

RCX=0x000000005af15000 is a thread

RDX=0x00000000d707b160 is an oop

java.lang.NoSuchFieldError

 - klass: 'java/lang/NoSuchFieldError'

RSP=0x000000005bcce510 is pointing into the stack for thread: 0x000000005af15000

RBP=0x000000005bcceb80 is pointing into the stack for thread: 0x000000005af15000

RSI={method} {0x0000000056b83b18} 'run' '()V' in 'TestCaset1000$1'

RDI=0x0000000000000000 is an unknown value

R8 =0x0000000000000000 is an unknown value

R9 =0x0000000000000b80 is an unknown value

R10=0xfefefefefefefeff is an unknown value

R11=0x8080808080808080 is an unknown value

R12=0x000000005af15000 is a thread

R13=0x000000005ae58030 is an unknown value

R14=0x0000000000000000 is an unknown value

R15=0x00000000024388e0 is an unknown value

Stack: [0x000000005bbd0000,0x000000005bcd0000],  sp=0x000000005bcce510,  free space=1017k

Native frames: (J=compiled Java code, j=interpreted, Vv=VM code, C=native code)

V  [jvm.dll+0x12f004]

C  [TraceCapture.dll+0x5086]  callbackSingleStep+0x466

V  [jvm.dll+0x1a7389]

V  [jvm.dll+0x1aa34c]

V  [jvm.dll+0xa9c23]

C  0x00000000025afddd

...

当中 TraceCapture.dll 就是我写的 JVMTI agent，大概能够推測到是 callbackSingleStep+0x466 这个地方出一错误，异常

是 java.lang.NoSuchFieldError。那么怎么找到这个位置呢？

这就涉及调试动态链接库文件了，调试的时候，在 callbackSingleStep 函数上加一个断点。调试时会停在这个断点上。

此时，首先查看 callbackSingleStep 的首地址，在 visual studio 2013 中把鼠标放在函数名上就能够显示出来，然后将这个地址添加

0x466，就找到了出错的位置的地址，再在 Call Stack 窗体中，右击 TraceCapture.dll 这一项进行反汇编。就进入了反汇编界面，

找到对应地址对应的函数语句就可以。