JPDA介绍
JPDA（Java Platform Debugger Architecture）是 Java 平台调试体系结构的缩写，通过 JPDA 提供的 API，开发人员可以方便灵活的搭建 Java 调试应用程序。
JPDA 主要由三个部分组成：
- JVMTI（Java Virtual Machine Tool Interface,Java 虚拟机工具接口）
- JDWP（Java Debug Wire Protocol,Java 调试线协议）
- JDI（Java Debug Interface,Java 调试接口）
JPDA 定义了一个完整独立的体系，它由三个相对独立的层次共同组成，而且规定了它们三者之间的交互方式，即通信的接口。
这三个层次由低到高分别是 Java 虚拟机工具接口（JVMTI），Java 调试线协议（JDWP）以及 Java 调试接口（JDI）。可以分别比喻为调试者（debugger）和被调试者（debuggee），以及他们中间的通信器。
被调试者：运行于我们想调试的 Java 虚拟机之上，它可以通过 JVMTI 这个标准接口，监控当前虚拟机的信息；
调试者：定义了用户可使用的调试接口，通过这些接口，用户可以对被调试虚拟机发送调试命令，同时调试者接受并显示调试结果。
调试者和被调试者之间：调试命令和调试结果，都是通过 JDWP 的通讯协议传输的。所有的命令被封装成 JDWP 命令包，通过传输层发送给被调试者，被调试者接收到 JDWP 命令包后，解析这个命令并转化为 JVMTI 的调用，在被调试者上运行。类似的，JVMTI 的运行结果，被格式化成 JDWP 数据包，发送给调试者并返回给 JDI 调用。
JVMTI
JVMTI全称是Java Virtual Machine Tool Interface，中文翻译是Java虚拟机工具接口。它是一套有JVM提供的native接口，它是JPDA体系最底层，也是核心层，所有的调试功能都需要JVMTI来提供。
JDWP
JDWP全称是Java Debug Wire Protocol，中文翻译是一种专门为Java调试而设计的一个通讯交互协议。协议包里的内容包括请求命令、回应数据以及错误代码。Sun公司的实现为jdwp.dll(jdwp.so)，它实现了一个代理，负责解析前端向JVM发送的请求或命令，将其转化为JVMTI调用，然后将JVMTI函数的返回值封装成JDWP数据包发给前端。注意：JDWP本身不包括传输层的实现，传输层需要独立实现，但是JDWP包含了和传输层交互的严格定义。Sun公司提供的jdk中，在传输层上它提供了socket方式。
JDI
JDI全称是Java Debug Interface，是三个模块中的最高层，在大多数JDK中，它都是有Java语言来实现的，通过它，开发者可以通过前端JVM上的调试器来调试后端JVM上被调试的程序。
JVMTI详解
JVMTI（Java Virtual Machine Tool Interface）是一套由 Java 虚拟机提供的，为 JVM 相关的工具提供的本地编程接口集合。
JVMTI 是从 Java SE 5 开始引入，整合和取代了以前使用的 Java Virtual Machine Profiler Interface (JVMPI) 和 the Java Virtual Machine Debug Interface (JVMDI)，而在 Java SE 6 中，JVMPI 和 JVMDI 已经消失了。
JVMTI 提供了一套”代理”程序机制，可以支持第三方工具程序以代理的方式连接和访问 JVM，并利用 JVMTI 提供的丰富的编程接口，完成很多跟 JVM 相关的功能。
JVMTI可以用来开发并监控虚拟机，可以查看JVM内部的状态，并控制JVM应用程序的执行。可实现的功能包括但不限于：调试、监控、线程分析、覆盖率分析工具等。
另外，需要注意的是，并非所有的JVM实现都支持JVMTI。
JVMTI只是一套接口，我们要开发JVM工具就需要写一个Agent程序来使用这些接口。Agent程序其实就是一个C/C++语言编写的动态链接库。
我们通过JVMTI开发好agent程序后，把程序编译成动态链接库，之后可以在jvm启动时指定加载运行该agent。
1 | -agentlib:<agent-lib-name>=<options> |
Agent的工作形式
agent启动后是和JVM运行在同一个进程，大多agent的工作形式是作为服务端接收来自客户端的请求，然后根据请求命令调用JVMTI的相关接口再返回结果。
很多java监控、诊断工具都是基于这种形式来工作的。如果arthas、jinfo、brace等。
Debug 原理
无论我们在开发调试时，都会用到调试工具。其实我们用的所有调试工具其底层都是基于JVMTI的调用。JVMTI本身就提供了关于调试程序的一系列接口，我们只需要编写agent就可以开发一套调试工具了。
虽然对应的接口已经有了，但是要基于这些接口开发一套完整的调试工具还是有一定工作量的。
为了避免重复造轮子，sun公司定义了一套完整独立的调试体系，也就是JDPA。
其实有了jdwp Agent以及知道了交互的消息协议格式，我们就可以基于这些开发一套调试工具了。
但是相对还是比较费时费力，所以才有了JDI的诞生，JDI是一套JAVA API。
这样对于不熟悉C/C++的java程序员也能开发自己的调试工具了。
另外，JDI 不仅能帮助开发人员格式化 JDWP 数据，而且还能为 JDWP 数据传输提供队列、缓存等优化服务
再回头看一下启动JVM debug时需要带上的参数:
1 | java -Xdebug -Xrunjdwp:transport=dt_socket,server=y,suspend=n,address=8000 -jar test.jar |
jdwp.dll作为一个jvm内置的agent，不需要上文说的-agentlib来启动agent。这里通过-Xrunjdwp来启动该agent。后面还指定了一些参数：
- transport=dt_socket，表示用监听socket端口的方式来建立连接，这里也可以选择dt_shmem共享内存方式，但限于windows机器，并且服务端和客户端位于一台机器上
- server=y 表示当前是调试服务端，=n表示当前是调试客户端
- suspend=n 表示启动时不中断（如果启动时中断，一般用于调试启动不了的问题）
- address=8000 表示本地监听8000端口