Java程序在Linux下如何调试 - 问答

Java程序在Linux下的调试方法

一、准备工作

在Linux下调试Java程序前，需确保已安装JDK（包含javac、java、jdb等工具）。可通过以下命令安装OpenJDK（以Ubuntu为例）：

sudo apt update && sudo apt install default-jdk

安装完成后，通过java -version和javac -version验证安装是否成功。

二、使用命令行工具调试（适合基础调试）

1. JDK自带调试器：jdb

jdb是JDK自带的命令行调试工具，适用于简单的代码调试。

编译时生成调试信息：使用javac -g命令编译Java文件（-g选项保留行号、局部变量等信息），例如：
```
javac -g HelloWorld.java
```
启动jdb：通过jdb命令启动调试会话，例如：
```
jdb HelloWorld
```
常用命令：
- stop in 类名.方法名：在指定方法的入口设置断点（如stop in HelloWorld.main）；
- run：启动程序，执行到断点处暂停；
- next（或n）：执行下一行代码（不进入方法内部）；
- step（或s）：进入方法内部执行；
- print 变量名（或p 变量名）：查看变量的当前值（如print result）；
- cont（或c）：继续执行程序直到下一个断点或程序结束。

2. 日志记录（辅助调试）

通过在代码中添加日志语句，记录程序执行流程和变量状态，帮助定位问题。常用日志框架包括：

java.util.logging（JDK内置）：通过Logger类记录日志，例如：

import java.util.logging.Logger;
public class HelloWorld {
    private static final Logger logger = Logger.getLogger(HelloWorld.class.getName());
    public static void main(String[] args) {
        logger.info("程序开始执行");
        int result = divide(10, 0);
        logger.info("计算结果：" + result);
    }
    public static int divide(int a, int b) {
        logger.info("除法运算：a=" + a + ", b=" + b);
        return a / b;
    }
}

第三方日志框架（如Log4j、SLF4J）：功能更强大，支持日志分级、输出到文件等。日志文件可帮助分析程序运行时的状态。

三、使用集成开发环境（IDE）调试（适合复杂项目）

IDE（如IntelliJ IDEA、Eclipse）提供图形化调试界面，操作更直观，适合大型项目。

IntelliJ IDEA调试步骤：
1. 打开Java项目，找到需要调试的代码行；
2. 在行号左侧单击，设置断点（断点处会显示红色圆点）；
3. 右键点击代码，选择Debug ‘YourClassName.main()’（或点击工具栏的绿色虫子图标）；
4. 程序运行到断点处暂停，可通过调试面板查看变量值、调用栈；
5. 使用调试按钮（如Step Over、Step Into、Resume Program）控制程序执行。
Eclipse调试步骤：
1. 右键点击Java文件，选择Debug As > Java Application；
2. 在代码行号左侧双击设置断点；
3. 通过调试视图（Window > Show View > Debug）查看变量、断点、调用栈。

四、远程调试（适合线上环境）

若Java程序运行在远程Linux服务器上，可通过**JDWP（Java Debug Wire Protocol）**实现远程调试。

启动远程Java程序：在启动命令中添加以下参数（以Tomcat为例）：
```
export JPDA_OPTS="-agentlib:jdwp=transport=dt_socket,address=*:5005,server=y,suspend=n"
$CATALINA_HOME/bin/catalina.sh jpda start
```
其中，address=*:5005表示监听5005端口，server=y表示作为调试服务器，suspend=n表示不暂停程序等待调试器连接。
IDE连接远程调试：在IntelliJ IDEA中，选择Run > Edit Configurations，添加Remote JVM Debug配置，填写远程服务器的IP地址和端口（如localhost:5005），点击Debug即可连接。

五、性能分析与问题定位工具

1. 线程分析：jstack

jstack用于生成Java进程的线程快照，帮助定位线程死锁、死循环或长时间等待问题。

步骤：
1. 使用jps命令查找Java进程ID（PID）；
2. 使用top -H -p <PID>命令找出占用CPU高的线程，并将其ID转换为16进制（如printf "%x\n" 90485得到16175）；
3. 使用jstack <PID> | grep <nid> -C5命令查看该线程的堆栈信息（nid为线程的16进制ID）。
常见用途：分析线程死锁（jstack输出中会标记死锁线程）、死循环（线程状态为RUNNABLE且长时间不变化）。

2. 内存分析：jmap + jhat

jmap用于生成Java堆的内存快照（Heap Dump），jhat用于分析堆快照，帮助定位内存泄漏或内存占用过高问题。

生成堆快照：使用jmap -dump:format=b,file=dump.bin <PID>命令生成堆转储文件（dump.bin）；
分析堆快照：使用jhat dump.bin命令启动HTTP服务器（默认端口7000），通过浏览器访问http://localhost:7000，查看堆中对象的分布（如对象数量、占用内存大小）；
常用命令：
- jmap -heap <PID>：查看堆内存配置及使用情况；
- jmap -histo:<PID>：查看堆中对象的统计信息（包括对象数量、占用空间，加live参数可只统计存活对象）。

3. GC分析：jstat

jstat用于监控Java虚拟机的垃圾回收（GC）情况，帮助分析GC频率、内存回收效率。

常用命令：jstat -gc <PID> 1000（1000表示采样间隔为1秒），输出内容包括Eden区、老年代、永久代的容量、已用空间、GC次数、GC时间等。通过分析GC日志，可判断是否存在频繁GC（如Minor GC或Full GC次数过多）、内存泄漏等问题。

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