源码编译OpenJdk 8,Netbeans调试Java原子类在JVM中的实现(Ubuntu 16.04)
一、前言
前一阵子比较好奇,想看到底层(虚拟机、汇编)怎么实现的java 并发那块。
volatile是在汇编里加了lock前缀,因为volatile可以通过查看JIT编译器的汇编代码来看。
但是原子类,本来在jvm中就是汇编实现的,反而没法看。如果能实际跟踪一下断点,应该也算实际验证了。
这边基本参照下面文章来的,补充了很多让初学者头疼的细节,并拓展了一部分,
包括调试java 原子类在jvm中的实现的一些细节。
https://marcin-chwedczuk.github.io/debugging-openjdk8-with-netbeans-on-ubuntu
源码编译OpenJDK8,主要有以下几个步骤:
- 下载Ubuntu
- 下载OpenJdk源码
- 下载Boot JDK,一般要比当前要编译的版本低
- 安装必要的依赖
- configure && make
上面几步搞完,基本虚拟机就可用了。但离调试,还有一点点距离。
用NetBeans调试JVM代码,有以下几个步骤:
- 下载NetBeans
- 配置OpenJdk工程
- 配置Java工程
- Debug OpenJdk(即虚拟机源码)
二、源码编译OpenJDK8
1、下载Ubuntu
我用的16.04,链接地址:https://www.ubuntu.com/download/alternative-downloads
我是用vmvare装的,配置建议给高一点。
2、下载OpenJdk源码
据原文说法,OpenJDK 使用Mercurial进行版本管理。另外一个名叫AdoptOpenJDK project.提供了OpenJDK的镜像,可以让我们用git下载。
站点的官网如下:https://adoptopenjdk.net/about.html
主页上说他们的目标就是:
Provide a reliable source of OpenJDK binaries for all platforms, for the long term future.
据我的使用体验来说,之前编译过一次OpenJDK,各种报错,各种改源码才能编译通过。这次确实编译很顺,代码一句没改。
看起来,代码还是比较可靠的。
不扯别的了,直接clone搞下来吧,我这边是直接在/home/ckl目录下执行的shell:
git clone --depth 1 -b master https://github.com/AdoptOpenJDK/openjdk-jdk8u.git
3、下载Boot JDK
编译过jdk的同学应该知道,我们得先有只母鸡才能编译openJDK源码。
这边我用的oracle的jdk 1.7,这边贴个csdn的下载链接,我那天弄的时候官网速度太慢。
https://download.csdn.net/download/qq_33499492/10288883
怎么安装就不说了,我解压后放在/usr/local
记得修改环境变量(/ect/profile):
export JAVA_HOME=/usr/local/jdk1.7.0_80 export JRE_HOME=${JAVA_HOME}/jre export CLASSPATH=.:${JAVA_HOME}/lib:${JRE_HOME}/lib export PATH=${JAVA_HOME}/bin:$PATH
然后,source /ect/profile 使之生效。
4、安装依赖
sudo apt install \ libx11-dev \ libxext-dev \ libxrender-dev \ libxtst-dev \ libxt-dev \ libcups2-dev \ libfreetype6-dev \ libasound2-dev
这个依赖不够,我这边装的时候,还报了一些依赖缺失,直接安装报错提示里的执行命令下载就完了。
我这里遇到比较坑的一点是(当然我对ubuntu完全不熟),一开始用的是官方的repository 源,后来换成阿里云的,各种报错。
吓得我赶紧改回来了,就没问题了。
这里遇到问题可以咨询我。
5、配置脚本
在/home/ckl/openjdk-jdk8u下,新建脚本build.sh:
build.sh:
bash ./configure --with-target-bits=64 --with-boot-jdk=/usr/local/jdk1.7.0_80/ --with-debug-level=slowdebug --enable-debug-symbols ZIP_DEBUGINFO_FILES=0 make all ZIP_DEBUGINFO_FILES=0
给build.sh增加可执行权限并执行:
chmod +x build.sh ./build.sh
6、编译成功的效果
切换到对应目录下:
/home/ckl/openjdk-jdk8u/build/linux-x86_64-normal-server-slowdebug/jdk/bin
./java -version
在该目录下,新建个HelloWorld来运行一下:
public class HelloWorld { public static void main(String[] args) { System.out.println("hello world"); } }
三、Netbeans调试JVM
1、下载NetBeans 8.2
下载安装主要参考:
https://netbeans.org/community/releases/82/install.html
NetBeans主页上,最新版本出到11.0了,但是在网上看到都是用的NetBeans 8开头版本的,有时间再折腾吧。
我这里下载的是8.2,链接:
https://netbeans.org/downloads/8.2/
因为OpenJDK是c++写的,所以我们必须选择带C/C++支持的,我这里直接选All。
另外,注意选linux平台,最好选英语,免得出幺蛾子。
2、下载oracle jdk 1.8
为啥又要下载jdk? 这个jdk不是编译openJdk源码用的那个,这个是运行NetBeans 8.2需要。
The Java SE Development Kit (JDK) 8 is required to install NetBeans IDE.
下完安装后,把环境变量里设的jdk路径改掉吧:
export JAVA_HOME=/usr/local/jdk1.8.0_211 export JRE_HOME=${JAVA_HOME}/jre export CLASSPATH=.:${JAVA_HOME}/lib:${JRE_HOME}/lib export PATH=${JAVA_HOME}/bin:$PATH
source /etc/profile
3、安装net beans
安装:
./netbeans
安装过程,记得不要全部默认,可以自己定制化:
4、配置Open JDK工程
安装完成后,在桌面上,会生成一个图标,直接双击启动。
后面的步骤,可以参考:
https://marcin-chwedczuk.github.io/debugging-openjdk8-with-netbeans-on-ubuntu
然后接下来几步都可以直接next,最后点finish会开始configure。
5、运行HelloWorld
配置我们的openjdk工程去运行之前写的HelloWorld程序。
对着openjdk-jdk8u工程,右键选择properties:
选择编译出的jdk来运行我们的class:
应该能看到输出Hello World了。
6、调试Hello World
System.out.println(...)会调用jdk/src/share/native/java/io/io_util.c的writeBytes
直接在该函数打个断点,然后debug
不出意外,应该会停到该断点。
7、在netbeans中新建java工程,并调试jvm
我们来调一个有用点的程序,看看原子类在jvm中的实现到底是不是像网上的博客那样运行的。
先像上面这样,建个java工程,写点代码,然后运行。
import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean; import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; /** * * @author ckl */ public class TestSample { private static AtomicInteger stop = new AtomicInteger(12); /** * @param args the command line arguments */ public static void main(String[] args) { Boolean result = stop.compareAndSet(1314, 1413); // TODO code application logic here if (result){ System.out.println(" true result "); }else { System.out.println("false result"); } } }
调试jvm:
对着openjdk-jdk8u工程点右键,properties。
建立断点,cas调用一般会调用unsafe.cpp的以下代码:
断点ok了,然后点选中openjdk-jdk8u工程后,点击debug按钮:
果然,程序马上就停在这了。但是,cas操作可能在很多地方都调用了,所以我们要仔细观察Variables窗口,看看是不是我们发起的那个调用:
跳过了十多次以后。。。
。。。
稍微跟一下:
直接进到这段汇编了,用了cmpxchg指令来实现cas,还加了lock前缀(mp为1)。lock前缀下次讲。主要是锁总线,或者锁缓存,达到原子操作的目的。
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