深入 Java 调试体系: 第 1 部分，初探JPDA 体系

JPDA（Java Platform Debugger Architecture）是 Java 平台调试体系结构的缩写，通过 JPDA 提供的 API，开发人员可以方便灵活的搭建 Java 调试应用程序。

JPDA 主要由三个部分组成：

1)、Java 虚拟机工具接口（JVMTI）
2)、Java 调试线协议（JDWP）
3)、Java 调试接口（JDI）

JPDA各个组成块：

JPDA 定义了一个完整独立的体系，它由三个相对独立的层次共同组成，而且规定了它们三者之间的交互方式，即通信的接口。

这三个层次由低到高分别是 Java 虚拟机工具接口（JVMTI），Java 调试线协议（JDWP）以及 Java 调试接口（JDI）。可以分别比喻为调试者（debugger）和被调试者（debuggee），以及他们中间的通信器。

被调试者：运行于我们想调试的 Java 虚拟机之上，它可以通过 JVMTI 这个标准接口，监控当前虚拟机的信息；

调试者：定义了用户可使用的调试接口，通过这些接口，用户可以对被调试虚拟机发送调试命令，同时调试者接受并显示调试结果。

调试者和被调试者之间：调试命令和调试结果，都是通过 JDWP 的通讯协议传输的。所有的命令被封装成 JDWP 命令包，通过传输层发送给被调试者，被调试者接收到 JDWP 命令包后，解析这个命令并转化为 JVMTI 的调用，在被调试者上运行。类似的，JVMTI 的运行结果，被格式化成 JDWP 数据包，发送给调试者并返回给 JDI 调用。

图1 JPDA模块层次图

当然，开发人员完全可以不使用这完整的三层，根据自己的理解来基于其中的一层来开发自己的应用。例如只通过通过JVMTI函数来开发调试程序等。

这三层的详细介绍如下：

Java 虚拟机工具接口（JVMTI）

JVMTI全称是Java Virtual Machine Tool Interface，中文翻译是Java虚拟机工具接口。它是一套有JVM提供的native接口，它是JPDA体系最底层，也是核心层，所有的调试功能都需要JVMTI来提供。拥有这些接口时，开发者除了可以调试Java程序，还可以查看它们的运行状态、设置回调函数以及控制某些环境变量。在JVMTI之前，还有JVMDI和JVMPI，它们分别用来提供调试Java程序以及Java程序调节性能的功能，在jdk5.0之后就取消了JVMDI和JVMPI这两套接口。JVMDI 在最新的 Java SE 6 中已经不提供支持，而 JVMPI 也计划在 Java SE 7 后被彻底取代。

Java 调试线协议（JDWP）

JDWP全称是Java Debug Wire Protocol，中文翻译是一种专门为Java调试而设计的一个通讯交互协议。协议包里的内容包括请求命令、回应数据以及错误代码。Sun公司的实现为jdwp.dll(jdwp.so)，它实现了一个代理，负责解析前端向JVM发送的请求或命令，将其转化为JVMTI调用，然后将JVMTI函数的返回值封装成JDWP数据包发给前端。注意：JDWP本身不包括传输层的实现，传输层需要独立实现，但是JDWP包含了和传输层交互的严格定义。Sun公司提供的jdk中，在传输层上它提供了socket方式。

Java 调试接口（JDI）

JDI全称是Java Debug Interface，是三个模块中的最高层，在大多数JDK中，它都是有Java语言来实现的，通过它，开发者可以通过前端JVM上的调试器来调试后端JVM上被调试的程序。

Java调试接口的特点

Java语言是第一个使用虚拟机的编程语言，由于虚拟机的存在，只要掌握了虚拟机，就掌握了内存分配、线程管理、即时优化等运行状态。这样来，Java调试的本质，就是和JVM交互，这和其它语言是有着本质的区别。

参考资料http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-jpda1/index.html