HSDB和CLHSDB

HSDB 是专门用于调试 HotSpot VM 的调试器，它是一个图形化界面。与之对应的还有个 CLHSDB-Command Line HotSpot Debugger，命令行调试界面。下面是启动命令：

java -cp .;%JAVA_HOME%/lib/sa-jdi.jar sun.jvm.hotspot.HSDB # 启动图形界面
java -cp .;%JAVA_HOME%/lib/sa-jdi.jar sun.jvm.hotspot.CLHSDB # 启动命令行界面

1. HSDB 图形界面

启动 HSDB 后，使用 File -> Attach to HotSpot process 连接到目标进程：

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连接成功后，默认打开 Java Threads 界面，双击一个线程可查看其 OOP 信息，或者使用工具栏工具，如下：

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• Inspector：查看 OOP 和 Klass 对象信息，双击线程名称也能够查看此信息
• Stack Memory：线程栈内存
• Show Java Stack Traces：显示线程堆栈信息
• Show Thread Infomation：显示线程信息
• Find Crashes

Inspector

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Stack Memory

栈内存界面有 3 栏信息，从左到右依次是：内存地址，指虚拟地址不是物理地址；该地址数据，以字宽为单位，如下图是在64位的机器的情况，字宽就是64位=8字节；相关注释，竖线表示范围，横线表示说明。

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Tools 工具栏也变得可用，主要有以下功能：

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• Class Browser：类浏览器
• Code Viewer： 代码查看
• Compute Reverse Ptrs：反向指针计算
• Deadlock Detection： 死锁探测
• Find Object by Query： 使用对象查询语言查询对象
• Find Pointer：查找指针
• Find Value in Heap：在堆中查询
• Find Value in Code Cache：在Code Cache 中查询
• Heap Parameters：堆信息
• Inspector：对象检查器
• Memory Viewer： 内存信息
• Monitor Cache Dump：监控Cache信息
• Object Histogram： 对象直方图
• Show System Properties：显示系统属性
• Show VM Version：显示 VM 版本
• Show –XX flags：显示 VM 选项

使用 Heap Parameters 查看堆信息，能够查看出各代的地址空间：

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package jvmTest;
 
import java.lang.management.ManagementFactory;
import java.lang.management.RuntimeMXBean;
 
interface interTest{
    void show();
}
 
class Base{
    public int a;
 
    public Base(int a) {
        this.a = a;
    }
}
 
class A extends Base implements interTest  {
    public int b;
    public A(int a,int b) {
        super(a);
        this.b=b;
    }
 
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("a->"+a+",b="+b);
    }
}
 
 
public class MainTest {
 
    public static void main(String[] args) {
        String s="shl";
        String[] s2={"shl","abc","bcd"};
        A a=new A(1,2);
        a.show();
        while (true){
            try {
                System.out.println(getProcessID());
                Thread.sleep(600*1000);
            } catch (Exception e) {
 
            }
        }
    }
 
    public static final int getProcessID() {
        RuntimeMXBean runtimeMXBean = ManagementFactory.getRuntimeMXBean();
        System.out.println(runtimeMXBean.getName());
        return Integer.valueOf(runtimeMXBean.getName().split("@")[0])
                .intValue();
    }
}

执行main方法后就可从控制台获取进程ID。

2、JAVA THREADS窗口

进入JAVA_HOME的lib目录下，在命令行执行java -cp ./sa-jdi.jar sun.jvm.hotspot.HSDB就可唤起HSDB的图形界面，点击File-》Attach to Hotspot Process，输入进程ID，点击OK，

第一次使用时会报错，如下图：

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这时将jdk/jre/bin目录下的sawindbg.dll拷贝到该目录下即可，重启，attach成功后进入如下界面：

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该界面显示了当前Java进程下的几个子线程，main线程就是执行main方法的用户线程，另外5个是JVM自身使用的线程，选中main线程，上述的5个按钮就都可以点击了，第一个按钮Inspect Thread是查看选中的线程对应的java.lang.Thread对象，如下图：

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可以层层展开查看该对象的各属性，也可改变地址框中的对象地址，查看特定引用对象的属性

第二个按钮Stack Memery是查看当前线程的调用栈的内存，如下图所示：

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一共有3列，第一列是虚拟内存地址，第二列是该内存地址上的数据，以字宽为单位，64位CPU下就是8字节，即以该地址为起始往后8字节的数据，第三列是对内存数据的注释，同颜色的竖线表示范围，横线或斜线连接范围与注释文字，Interpreted frame表示一个调用栈帧，第一个对应sleep方法的调用栈帧，第二个对应main方法的调用栈帧，最下面的是main方法创建的局部变量的地址，比较奇怪的是代码中只创建了一个String[]，这里却有两个ObjAarray了？还有一个是main方法的参数String[] args。

第三个按钮show Java stack trace是显示当前线程的调用链，点击其中的方法可查看方法的字节码，如main方法，注意本地方法没有字节码所以查看不了，如下图：

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其中pc表示具体的方法字节码指令地址，将滑块拖到最下面点击Constant Pool，可以查看常量池中的具体内容，如下：

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第四个按钮Show thread infomation可用于查看指定线程的信息，如下图：

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State是线程的状态，Stack in use是线程调用栈占用的内存的起始地址，Base of Stack是调用栈的基地址，Last_Java_SP是调用栈的当前栈帧的栈顶地址，Last_Java_SP表示调用栈的当前栈帧的栈基地址，Last_Java_PC是上一次执行的字节码指令的地址。

最后一个按钮find crashes是查找崩溃的线程。

3、TOOLS 选项

• Class Browser用于查看类，需要用完整的类名的来查询，如下图：

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@后面就该该类的类型信息或者方法的字节码指令的内存地址，点击搜索结果，可以查看该类的继承关系，方法列表，属性列表，点击方法可查看字节码，拉到底部可查看该类的常量池，如下图：

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• Code Viewer可根据内存地址查看该地址的Kclass信息或者Method信息或者字节码指令信息，如下图：

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• Computes Reserves ptrs 用于执行反向指针的分析，所谓反向指针是指根据对象地址查找指向该对象的引用的地址。
• Deadlock Detection 用于死锁检测
• Find Object by Query 用于通过对象查询语言查询对象，使用不方便，可参考：JVM 对象查询语言（OQL）
• Find Pointer 查找指针
• Find value in heap 在堆内存中查找值，输入查找的起始地址，返回堆中保存的对象信息
• Find value in CodeCache 在代码缓存中查找值
• Heap Paramters 显示年轻代和老年代的内存地址范围，如eden区有三个值，分别表示起始内存地址，当前已经分配的内存地址和可分配的最大内存地址，如下图：

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• Inspector 对象探视器，输入对象的内存地址，可查看该对象的所有属性信息，如下图：

  
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• Memory Viewer： 内存信息
• Monitor Cache Dump：查看当前进程使用的ObjectMonitor（用于synchronized 同步）的情况，如下图：

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• Object Histogram： 对象直方图，即所有对象的对象数量及其占用的内存空间的统计，可搜索指定类，如下图：

  
  image.png

• Show System Properties：显示系统属性
• Show VM Version：显示 VM 版本
• Show –XX flags：显示 VM 选项

4、WINDOWS选项

 windows选项下包含两个，console和Debugger console，前者是hsdb命令行控制台，后者是hsdb自身调试用的控制台。前者实际是调用了hsdb的命令行版本CLHSDB，提供了更丰富强大灵活的命令，输入help，查看所有的命令：

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参考：
Java Attach机制
JVM源码分析之Attach机制实现完全解读

二、CLHSDB

进入JAVA_HOME的lib目录下，在命令行执行java -cp ./sa-jdi.jar sun.jvm.hotspot.CLHSDB就可唤起CLHSDB的命令行界面了，执行attach 进程ID可attach到本地或者远程的java进程，采用跟HSDB同样的测试用例。

既可以在 HSDB 中使用 Windows –> Console 进行命令行界面，也可以使用 Java 命令直接连接到 CLHSDB 如图：

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CLHSDB 提供了丰富的命令，使用 help 查看帮助信息，以下简单介绍常用的命令：

• attach pid|exec core：连接 Java进程或 core文件

• class name：查看类信息

• classes：查看加载的类

• detach：断开连接

• inspect expression：查看 OOP 信息

• jstack [-v]：线程堆栈

• mem address [length]：查看内存，以字宽为单位

• print expression：输出表达式值

• revptrs：反向指针

• scanoops start end [type]：扫描指定空间中的 type 类型及其子类的实例

• thread {-a|id}：查看指定线程信息

• threads：查看所有线程信息

• universe：查看堆空间信息

• whatis address：查看指定地址存放的数据信息

• quit：退出

通过 HSDB和CLHSDB 可以查看 JVM 内部信息，从本质上去了解 JVM 的工作原理。

1、THREADS和THREAD

输入threads可以查看所有的子线程，输入thread 线程id可以查看该线程的详情

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第一行Thread 1 Address是Thread实例的地址。

2、CLASSES和CLASS

classes是列出已经加载的所有的类的类型信息，class 完整类名是查找该类的类型信息，如下图：

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3、INSPECT

同图形界面的Inspect，用于查看指定地址的类（C++的类）的各属性信息，如下图：

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4、 JSTACK

jstack用于查看是否存在死锁，查看所有线程的调用栈，加上-v选项可以输出详细的内存地址信息，如下图：

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5、UNIVERSE

universe同图形界面中的Heap Paramters选项，显示年轻代和老年代堆内存的地址范围，如下图：

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6、SCANOOPS

用于在指定地址范围内搜索所有指定类型的所有实例（Oop），后跟起始地址和类型信息，然后通过inspect 可查看具体的实例属性，如下图：

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7、REVPTRS

revptrs可根据对象地址查看引用该对象的活跃对象的地址，这里的引用是指通过类全局属性而非局部变量引用，修改上述测试用例在类A中增加一个私有属性，private Base ba=new Base(1);，然后依次执行universe，scanoops,revptrs，inspect命令，如下图：

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8、MEM

mem命令可查看指定起始地址和以位宽为单位的长度的内存的数据，64位CPU的位宽是8字节，如下图：

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A实例的内存大小是24字节，依次是8字节的对象头，4字节的属性a，4字节的指向Kclass的压缩指针，4字节的指向Base实例的压缩指针，4字节的属性b。

其他命令可参考OpenJDK 下hotspot/agent/src/share/sun/jvm/hotspot/CommandProcessor的实现。

9、PRINT

输入一个Klass*, Method*的地址，可以打印该类或者方法，效果等同于Code Viewer选项，如下图：

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**10、WHERE **

通过threads可查看所有的线程，输入线程id，查看该线程的调用栈，输入-a，查看所有线程的调用栈，如下图：

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11、PRINTAS

后跟一个Hotspot Type和地址，会打印该Type对象的各属性，效果同inspect命令，不过不局限与oop，也可以是对象的真实地址。如下图：

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12、PRINTSTATICS

printstatics 可以用于获取Hotspot 定义的C++类的静态属性，如表示Java堆内存的Universe对象，如下图：

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13、PRINTMDO

printmdo用于打印指定地址的MethodData对象，该对象保存了Profile统计的方法性能的数据，如下图：

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