曹工力薦：調試 jdk 中 rt.jar 包部分的源碼（可自由增長註釋，修改代碼並debug）

背景

你們知道，jdk安裝的目錄下，通常會有個src.zip包，這個包基本對應了rt.jar這個包。rt.jar這個包裏面，就放了jdk中，jdk採用java實現的那部分類庫代碼，好比java.lang包下面的，什麼ArrayList之類的。

如何才能調試這部分代碼呢，這裏的調試，是說，可以修改源代碼、加註釋、直接debug。

步驟

通過一番思考和探索後，能夠這樣：

1. 解壓src.zip包，由於解壓後，裏面有8000多個文件，比較大，咱們也不須要調試全部的代碼，我就挑了這個包下面的代碼：

   上面看到，類比較多，咱們不須要那麼多，只用下面這部分：

2. 新建一個普通的maven工程，而後把上面的java包下面的，拷貝到本身的工程的src目錄下

   由於awt、applet之類的，如今都沒人用了，我也就沒拷貝那部分。

   pom.xml真的沒東西，不過仍是貼一下：

   <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
            xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
   
       <groupId>org.learnjdk</groupId>
   
       <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
       <packaging>jar</packaging>
       <version>4.7.0</version>
   
       <artifactId>jdk-debug</artifactId>
       <name>jdk-debug</name>
   
       <properties>
           <maven.compiler.source>1.8</maven.compiler.source>
           <maven.compiler.target>1.8</maven.compiler.target>
       </properties>
   
       <dependencies>
   
       </dependencies>
   </project>

   最後，工程大概就是這樣的。

   而後，本身在test文件夾下，我建了一個HelloWorld：

   import java.util.ArrayList;
   
   public class HelloWorld {
       public static void main(String[] args) {
           ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
           list.add("abc");
       }
   }

   理論上來講，就能夠調試了嗎？naive！

   F:\gitee-ckl\rocketmq-all-4.7.0-source>java -version
   java version "1.8.0_11"
   Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_11-b12)
   Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.11-b03, mixed mode)

   我這邊是jdk的版本，會有個報錯，是源碼不徹底匹配class致使的，我這邊會報找不到java.lang.Iterable#iterator方法，你們直接反編譯一下jdk的這個class，就能看到缺了啥了，我這邊加上這個方法就行了：

   public interface Iterable<T> {
       /**
        * Returns an iterator over elements of type {@code T}.
        *
        * @return an Iterator.
        */
       public abstract Iterator<T> iterator();
       
   	...
   }

測試demo有什麼問題

你們運行就知道了，根本走不到咱們工程裏定義的class

其實總體來講，那個maven工程是沒問題的。走不到那個class，是由於，classloader的問題。

在運行上面的helloWorld時，當前classloader是sun.misc.Launcher.AppClassLoader，它的父類是

sun.misc.Launcher.ExtClassLoader，而sun.misc.Launcher.ExtClassLoader的父類，就是BootStrap類加載器了。

由於AppClassLoader是遵循雙親委派的，因此，在運行下面這個代碼的時候：

import java.util.ArrayList;

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("abc");
    }
}

看到ArrayList，AppClassLoader會交給ExtClassLoader去加載，ExtClassLoader會交給BootStrapClassloader去加載，BootStrapClassloader自己負責加載jdk下的rt.jar等核心jar包，而Arraylist正好就是在jdk下面的rt.jar中，因此，最終，Arraylist是由BootStrapClassloader加載的。

那就和咱們的工程裏的代碼不要緊了，根本不加載你的。

怎麼讓BootStrap優先加載咱們的類

核心其實就是變成了，讓BootStrapClassLoader優先加載咱們的類，在個人知識理解裏，BootStrapClassLoader默認就是加載rt.jar的東西，怎麼才能加載咱們的呢？只能求助互聯網了。

而後我查到了這篇文章，-Xbootclasspath

裏面說，用這個參數能夠改變BootStrapClassLoader的加載路徑，因而我試了一下：

-Xbootclasspath/p:"F:\gitee-ckl\jdk-debug\target\classes"

idea裏，就加在這裏面：

而後，你們直接run的話，能夠發現，已經沒問題了。

由於我改了工程裏的源碼的：

public boolean add(E e) {
        System.out.println("xxxxx");
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }

因此我這邊運行的時候，會打印xxxxx：

可是，若是你debug，行號應該是對不上的，因此，咱們還要這麼操做一波：

idea裏，在左側的項目樹立，對着module按F4，或者右鍵-》Open Module Settings，會打開以下窗口：

而後debug，就能夠了：

而後，這個方案，原本昨晚嘗試的時候，是有問題的，不知道今天爲啥就能夠了，你們也能夠試試。

另外一種可行的方案

由於昨晚嘗試上面方案的時候，不知道爲啥，沒生效；因而找出了下面的方法。

在helloWorld.java裏，修改以下：

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.print(System.getProperty("sun.boot.class.path"));
        
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("abc");
    }
}

咱們打印了sun.boot.class.path的值，我這邊打印出來後以下：

C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_11\jre\lib\resources.jar;
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_11\jre\lib\rt.jar;
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_11\jre\lib\sunrsasign.jar;
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_11\jre\lib\jsse.jar;
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_11\jre\lib\jce.jar;
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_11\jre\lib\charsets.jar;
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_11\jre\lib\jfr.jar;
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_11\jre\classes

這個參數啥意思，差很少就是BootStrap加載class時候，要去查找的路徑。你們也能夠參考這兩篇文章：

http://www.javashuo.com/article/p-muqbkbwg-dc.html

http://www.javashuo.com/article/p-vliilzaq-b.html

因此，個人最終方案就是，把咱們的class路徑，放到最前面，你們根據本身的路徑進行修改就行。

你們要注意的是，這裏的路徑，要仔細，粘錯一個字符都不行：

-Dsun.boot.class.path="F:\gitee-ckl\jdk-debug\target\classes;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_11\jre\lib\resources.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_11\jre\lib\rt.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_11\jre\lib\sunrsasign.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_11\jre\lib\jsse.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_11\jre\lib\jce.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_11\jre\lib\charsets.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_11\jre\lib\jfr.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_11\jre\classes"

最好直接用下面這個代碼來拼好路徑，省得人工出錯：

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        String property = System.getProperty("sun.boot.class.path");
        System.setProperty("sun.boot.class.path","F:\\gitee-ckl\\jdk-debug\\target\\classes;" + property);
        System.out.println(System.getProperty("sun.boot.class.path"));
		
    }
}

運行方式和前面同樣:

該方案爲何可行

稍微拓展一點，由於我也就知道這麼一點，在sun.misc.Launcher類中：

public class Launcher {
    private static URLStreamHandlerFactory factory = new Launcher.Factory();
    private static Launcher launcher = new Launcher();
    // 1
    private static String bootClassPath = System.getProperty("sun.boot.class.path");

1處，這裏定義了一個field，就是去獲取咱們前面用到的那個屬性。

這個類裏，有另外一個方法來解析這個field。

sun.misc.Launcher.BootClassPathHolder
private static class BootClassPathHolder
  {
    // 0
    static final URLClassPath bcp = new URLClassPath(arrayOfURL, Launcher.factory);

    static
    {
      URL[] arrayOfURL;
      if (Launcher.bootClassPath != null) {
        arrayOfURL = (URL[])AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction()
        {
          public URL[] run() {
            // 1
            File[] arrayOfFile = Launcher.getClassPath(Launcher.bootClassPath);
            int i = arrayOfFile.length;
            HashSet localHashSet = new HashSet();
            for (int j = 0; j < i; j++) {
              // 2
              File localFile = arrayOfFile[j];

              if (!localFile.isDirectory()) {
                localFile = localFile.getParentFile();
              }
              if ((localFile != null) && (localHashSet.add(localFile))) {
                MetaIndex.registerDirectory(localFile);
              }
            }
            // 3
            return Launcher.pathToURLs(arrayOfFile);
          }
        });
      }
      else
        arrayOfURL = new URL[0];
    }
  }

• 1處，把那個屬性，用分隔符分開，解析爲一個文件數組
• 2處，遍歷數組
• 3處，解析爲URL,賦值給arrayOfURL。由於這裏是一個匿名內部類，因此第三步的return，只是return了匿名內部類中的方法
• 0處，使用arrayOfURL，定義了一個static變量

而後在另外一個方法中，會去獲取那個bcp：

sun.misc.Launcher#getBootstrapClassPath    
public static URLClassPath getBootstrapClassPath() {
        return Launcher.BootClassPathHolder.bcp;
}

上面這個方法在哪被調用？

java.lang.ClassLoader#getBootstrapClassPath
// Returns the URLClassPath that is used for finding system resources.
static URLClassPath getBootstrapClassPath() {
    return sun.misc.Launcher.getBootstrapClassPath();
}

被同屬於ClassLoader類的下列方法調用：

java.lang.ClassLoader#getBootstrapResource    
	/**
     * Find resources from the VM's built-in classloader.
     */
    private static URL getBootstrapResource(String name) {
        URLClassPath ucp = getBootstrapClassPath();
        Resource res = ucp.getResource(name);
        return res != null ? res.getURL() : null;
    }

再往上找，就是：

java.lang.ClassLoader#getResource    
public URL getResource(String name) {
        URL url;
        if (parent != null) {
            url = parent.getResource(name);
        } else {
            url = getBootstrapResource(name);
        }
        if (url == null) {
            url = findResource(name);
        }
        return url;
    }

其餘就很少分析，你們也比較熟悉了。

兩種方案的差別

第一種方案，加了-Xbootclasspath，這個是在jvm層面去作修改，由於這個-X是虛擬機參數；

第二種方案，上面你們也看到了，是在rt.jar中，java層面的classloader去作修改。

總結

但願你們調試愉快。謝謝你們。有幫助的話，點個推薦。