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源碼編譯OpenJdk 8，Netbeans調試Java原子類在JVM中的實現（Ubuntu 16.04）

一、前言

前一陣子比較好奇，想看到底層（虛擬機、匯編）怎么實現的java 并發那塊。

volatile是在匯編里加了lock前綴，因為volatile可以通過查看JIT編譯器的匯編代碼來看。

但是原子類，本來在jvm中就是匯編實現的，反而沒法看。如果能實際跟蹤一下斷點，應該也算實際驗證了。

這邊基本參照下面文章來的，補充了很多讓初學者頭疼的細節，并拓展了一部分，

包括調試java 原子類在jvm中的實現的一些細節。

https://marcin-chwedczuk.github.io/debugging-openjdk8-with-netbeans-on-ubuntu

源碼編譯OpenJDK8，主要有以下幾個步驟：

下載Ubuntu
下載OpenJdk源碼
下載Boot JDK，一般要比當前要編譯的版本低
安裝必要的依賴
configure && make

上面幾步搞完，基本虛擬機就可用了。但離調試，還有一點點距離。

用NetBeans調試JVM代碼，有以下幾個步驟：

下載NetBeans
配置OpenJdk工程
配置Java工程
Debug OpenJdk（即虛擬機源碼）

二、源碼編譯OpenJDK8

1、下載Ubuntu

我用的16.04，鏈接地址：https://www.ubuntu.com/download/alternative-downloads

我是用vmvare裝的，配置建議給高一點。

2、下載OpenJdk源碼

據原文說法，OpenJDK 使用Mercurial進行版本管理。另外一個名叫AdoptOpenJDK project.提供了OpenJDK的鏡像，可以讓我們用git下載。

站點的官網如下：https://adoptopenjdk.net/about.html

主頁上說他們的目標就是：

Provide a reliable source of OpenJDK binaries for all platforms, for the long term future.

據我的使用體驗來說，之前編譯過一次OpenJDK，各種報錯，各種改源碼才能編譯通過。這次確實編譯很順，代碼一句沒改。

看起來，代碼還是比較可靠的。

不扯別的了，直接clone搞下來吧，我這邊是直接在/home/ckl目錄下執行的shell：

git clone --depth 1 -b master https://github.com/AdoptOpenJDK/openjdk-jdk8u.git

3、下載Boot JDK

編譯過jdk的同學應該知道，我們得先有只母雞才能編譯openJDK源碼。

這邊我用的oracle的jdk 1.7，這邊貼個csdn的下載鏈接，我那天弄的時候官網速度太慢。

https://download.csdn.net/download/qq_33499492/10288883

怎么安裝就不說了，我解壓后放在/usr/local

記得修改環境變量（/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、安裝依賴

sudo apt install \
        libx11-dev \
        libxext-dev \
        libxrender-dev \
        libxtst-dev \
        libxt-dev \
        libcups2-dev \
        libfreetype6-dev \
        libasound2-dev

這個依賴不夠，我這邊裝的時候，還報了一些依賴缺失，直接安裝報錯提示里的執行命令下載就完了。

我這里遇到比較坑的一點是（當然我對ubuntu完全不熟），一開始用的是官方的repository 源，后來換成阿里云的，各種報錯。

嚇得我趕緊改回來了，就沒問題了。

這里遇到問題可以咨詢我。

5、配置腳本

在/home/ckl/openjdk-jdk8u下，新建腳本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

給build.sh增加可執行權限并執行：

chmod +x build.sh
./build.sh

6、編譯成功的效果

切換到對應目錄下：

/home/ckl/openjdk-jdk8u/build/linux-x86_64-normal-server-slowdebug/jdk/bin
./java -version

在該目錄下，新建個HelloWorld來運行一下：

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("hello world");
    }
}

三、Netbeans調試JVM

1、下載NetBeans 8.2

下載安裝主要參考：

https://netbeans.org/community/releases/82/install.html

NetBeans主頁上，最新版本出到11.0了，但是在網上看到都是用的NetBeans 8開頭版本的，有時間再折騰吧。

我這里下載的是8.2，鏈接：

https://netbeans.org/downloads/8.2/

因為OpenJDK是c++寫的，所以我們必須選擇帶C/C++支持的，我這里直接選All。

另外，注意選linux平臺，最好選英語，免得出幺蛾子。

2、下載oracle jdk 1.8

為啥又要下載jdk？這個jdk不是編譯openJdk源碼用的那個，這個是運行NetBeans 8.2需要。

The Java SE Development Kit (JDK) 8 is required to install NetBeans IDE.

下完安裝后，把環境變量里設的jdk路徑改掉吧：

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、安裝net beans

安裝：

./netbeans

安裝過程，記得不要全部默認，可以自己定制化：

4、配置Open JDK工程

安裝完成后，在桌面上，會生成一個圖標，直接雙擊啟動。

后面的步驟，可以參考：

https://marcin-chwedczuk.github.io/debugging-openjdk8-with-netbeans-on-ubuntu

然后接下來幾步都可以直接next，最后點finish會開始configure。

5、運行HelloWorld

配置我們的openjdk工程去運行之前寫的HelloWorld程序。

對著openjdk-jdk8u工程，右鍵選擇properties：

選擇編譯出的jdk來運行我們的class：

應該能看到輸出Hello World了。

6、調試Hello World

System.out.println(...)會調用jdk/src/share/native/java/io/io_util.c的writeBytes

直接在該函數打個斷點，然后debug

不出意外，應該會停到該斷點。

7、在netbeans中新建java工程，并調試jvm

我們來調一個有用點的程序，看看原子類在jvm中的實現到底是不是像網上的博客那樣運行的。

先像上面這樣，建個java工程，寫點代碼，然后運行。

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");
        }
    }
    
}