用GDB 调试Java程序
用GDB 调试Java程序陈皓
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背景
想要使用GDB调试程序，就需要用GNU的编译器编译程序。如：用GCC编译的C/C++的程序，才能用GDB调试。对于Java程序也是一样的，如果想要用GDB调试，那么就需要用GNU的Java编译器——GCJ来编译Java程序。
目前，很多Linux都不会预装Sun的JVM，取而代之是使用GNU的开源编译器来编译和运行Java程序。比如RedHat和Ubuntu，其默认安装都是使用GNU的Java编译器（gcj）和解释器（gij）。当然，它们都被脚本javac和java包装了起来，你一不小心还以为是使用了Sun的JVM。
为什么GNU要搞出一个Java的编译和解释器来呢？其大致有以下几点：
a) 传统的JVM太慢了，因为它解释的是class文件中的bytecode。这种方法实在是太慢了。
b) 为了优化性能，引入了JIT（Just-In-Time），JIT会分析代码，找出那些被反复调用到一定次数的方法和函数，然后直接把这个方法直接处理成汇编machine code，以后就直接运行机器码了。
c) 当然，JIT也有问题，一个是startup overhead，就是说启动的时候有点过分了，表现为时间慢，并且，每次编译后，都需要JIT重新做来过。另一个问题是JIT比较耗费空间。
d) 传统的java还有一个比较扯的问题，就是布署起来太麻烦了，需要有N个jar文件，而不是一个可执行文件。并且，Java需要一个很肥大的运行环境。另外，在java和c/c++之间的调用慢得令人受不了。
GNU的Java编译器GCJ
上述的东西是催生出现gcj的原因，GNU用了Ahead-of-Time Compilation来形容GCJ。GNU对GCJ的出现在理由做了下面的说明：
a) GCC本来可以编译多种程序语言，所以，把java整进来也是一件make sense(合乎逻辑)的事情。
b) Java的编译是一件非常简单的事情，因为没有C++的模板和预编译器，而且system type, object model 和 exception handling 也很简单。所以，这对于擅长编译技术的GNU来说，从编译方面优化Java的性能是一些很简单的事。
c) gcj会对java程序做N多的优化工作，比如：common sub-expression elimination, strength reduction, loop optimization 和 register allocation。在优化方面，是GCJ牛还是JIT牛，存在一些较大的争论。对于JIT来说，它可以裁剪和做适时优化，因为是在运行时。 Sun的HotSpot技术是其中比较牛的技术，但gcj的技术也不一定就比JIT差。
d) 对于使用gcj的人来说，最大的一个好处就是startup speed和内存空间使用率。启动JVM或JIT会肖耗很大的内存，例如：NetBean启动就需要74M的内存（什么事也没有干）， JEmacs使用Swing，一启动就是26M，而XEmacs只有8M（这些数据是比较老的了，大约在2003年的数据）。
e) 当GCJ刚出道时，有人比较了Kawa Test Suite在GCJ和JDK1.3.1下的运行比较。结果是，GCJ速度比Sun的JIT快两倍，因为GCJ比Sun的JDK少了一半以上的内存访问未命中的事情，也就是说少了一半的内存换页。并且，实际运行过程中，也少了25%的内存使用。
f) 最后，GCJ用的是一个so的库来做编译，他可以把.java的程序直接编译成.o文件和可执行文件。并且用gdb调试。
本文主要讲述如果使用GDB调试Java程序。关于GDB的使用，请参看我的另一篇文章《用GDB调试程序》。
用GCJ编译Java程序
用GCJ编译Java程序很简单，关于编译成.o和执成文件，如下所示：
gcj -c -g -O MyJavaProg.java
gcj -g --main=MyJavaProg -o MyJavaProg MyJavaProg.o
很明显，基本上就是gcc的语法。当然，你也可以一步编译出可执行文件：
gcj -g --main=MyJavaProg -o MyJavaProg MyJavaProg.java
其中，使用-g参数表示加入调试信息，这对于调试时相当重要。不然，无法看到实际的源码和函数。而关于--main参数，意思是指定main函数所在的Java类。
如果你需要使用makefile，想使用类似于CFLAGS这样的变量，我们可以使用GCJFLAGS这个变量名。
使用GDB调试Java程序
如同我的《用GDB调试程序》一文，我使用如下的Java程序作为演示程序。
<div style="padding-right: 4pt; padding-left: 4pt; background: #e6e6e6; padding-bottom: 1pt; padding-top: 1pt;"> 1 public class sum{
2 public static long Sum(int n){
3 long result=0, i;
4 for(i=0; i<n; i++){
5 result += i;
6 }
7 return result;
8 }
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11 public static final void main( String argc[] ) {
12 int i;
13 int result=0;
14 for (i=1; i<=100; i++){
15 result += i;
16 }
17 System.out.println("result = "+result);
18 System.out.println("result = "+Sum(1000));
19 }
20 }
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