JPDA 架构研究3 - JDWP层的数据包

引入：

如今咱们把目光转到JDWP层（它的全称是Java Debug Wire Protocol。从"Wire"这词就能够看出，它主要是起到"连线”的做用）。首先咱们从JDWP层的数据包讲起。源码在JDK中很容易找到，它定义$JAVA_HOME/include/jdwpTransport.h 头文件中。

分析：

Part 1: 握手过程 (handshake )

握手包发生在Debugger（JDI端）和Target VM（JVMTI端）的传输层链接创建，而且在发送任何实际数据报以前完成的。它过程以下：

a. Debugger会发送14个字节的握手请求到Target VM,这个包的内容是14字节的ASCII字符串 “JDWP-Handshake”

b. Target VM会返回14个字节的握手响应到Debugger,其内容也是14字节的ASCII字符串，和刚才同样，“JDWP-Handshake"

这样的主要做用是为了确保 Debugger和Target VM之间通讯正常。

Part2：发送具体调试请求和得到响应阶段：命令包(Command Packet)和响应包(Reply Packet)

从许多文档中， 我归纳了JDWP层包的一些特色：

(1)包是无状态的

(2)命令包能够经过Debugger或者Target VM来发送。

对于从Debugger发送的命令包来讲，它主要能够发送请求消息或者控制程序执行。

对于从Target VM发送的命令包来讲，它可通知Debugger一些Target VM中的事件好比断点或者异常。

(3)响应包

响应包用于对于某命令包的响应，它总用于返回命令的成功或失败,而且能够携带命令包中包含的数据。

对于从Debugger发送的命令包，通常总会有响应包。

对于从Target VM发送的命令包，无须要响应包。

(4)JDWP平台对于数据包的发送是异步的，各个命令/响应包之间无顺序概念。命令包和对应的响应包经过ID来配对识别。

命令包的定义以下：

typedef struct {
    jint len;                  //命令包的长度：4字节，它是整个包的长度
    jint id;                   //命令包的ID: 4字节，用于表示命令包和对应响应包的配对，正由于此机制才可让包是异步传输的。
    jbyte flags;           //命令包的标志位：1字节，用于定义该命令如何进队列/处理或者被打标记
    jbyte cmdSet;      //命令包的命令集：1字节，用于分组该命令 
                                //（0-63：表示Debugger往Target VM发送的命令）
                                // (64-127: 表示Target VM往Debugger发送的命令）
                                //(128-256: Vendor自定义命令）
    jbyte cmd;          //命令包中的命令：1字节
    jbyte *data;         //命令包中携带的数据
} jdwpCmdPacket;

响应包的定义以下：

typedef struct {
    jint len;                  //响应包的长度： 4字节
    jint id;                    //响应包的ID: 4字节，用于表示命令包和对应响应包的配对，正由于此机制才可让包是异步传输的。
    jbyte flags;            //响应包的标志位：1字节，用于定义该命令如何进队列/处理或者被打标记
    jshort errorCode;  //响应包中的错误码：2字节，其中0表示成功，非0表示某种错误码，通常错误码会映射到JVMTI的返回码。
    jbyte *data;           //响应包中携带的数据
} jdwpReplyPacket;

补充说明：

(1)若是接收端接受到的命令包，其中携带的命令集或者命令是规范中未定义的，那么响应包的errorCode会被定义为NOT_IMPLEMENTED.

(2)ErrorCode定义以下：

typedef enum {
    JDWPTRANSPORT_ERROR_NONE = 0,
    JDWPTRANSPORT_ERROR_ILLEGAL_ARGUMENT = 103,
    JDWPTRANSPORT_ERROR_OUT_OF_MEMORY = 110,
    JDWPTRANSPORT_ERROR_INTERNAL = 113,
    JDWPTRANSPORT_ERROR_ILLEGAL_STATE = 201,
    JDWPTRANSPORT_ERROR_IO_ERROR = 202,
    JDWPTRANSPORT_ERROR_TIMEOUT = 203,
    JDWPTRANSPORT_ERROR_MSG_NOT_AVAILABLE = 204
} jdwpTransportError;