IDEA 除錯圖文教程,讓 bug 無處藏身!

孤獨鍵客發表於2019-05-14
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Debug用來追蹤程式碼的執行流程,通常在程式執行過程中出現異常,啟用Debug模式可以分析定位異常發生的位置,以及在執行過程中引數的變化。通常我們也可以啟用Debug模式來跟蹤程式碼的執行流程去學習三方框架的原始碼。

在Intellij IDEA中使用好Debug,主要包括如下內容:

  • Debug開篇

  • 基本用法&快捷鍵

  • 變數檢視

  • 計算表示式

  • 智慧步入

  • 斷點條件設定

  • 多執行緒除錯

  • 回退斷點

  • 中斷Debug

一、Debug開篇

首先看下IDEA中Debug模式下的介面。如下是在IDEA中啟動Debug模式,進入斷點後的介面,我這裡是Windows,可能和Mac的圖示等會有些不一樣。就簡單說下圖中標註的8個地方:

  1. 以Debug模式啟動服務,左邊的一個按鈕則是以Run模式啟動。在開發中,我一般會直接啟動Debug模式,方便隨時除錯程式碼。

  2. 斷點:在左邊行號欄單擊左鍵,或者快捷鍵Ctrl+F8 打上/取消斷點,斷點行的顏色可自己去設定。

  3. Debug視窗:訪問請求到達第一個斷點後,會自動啟用Debug視窗。如果沒有自動啟用,可以去設定裡設定,如圖1.2。

  4. 除錯按鈕:一共有8個按鈕,除錯的主要功能就對應著這幾個按鈕,滑鼠懸停在按鈕上可以檢視對應的快捷鍵。在選單欄Run裡可以找到同樣的對應的功能,如圖1.4。

  5. 服務按鈕:可以在這裡關閉/啟動服務,設定斷點等。

  6. 方法呼叫棧:這裡顯示了該執行緒除錯所經過的所有方法,勾選右上角的[Show All Frames]按鈕,就不會顯示其它類庫的方法了,否則這裡會有一大堆的方法。

  7. Variables:在變數區可以檢視當前斷點之前的當前方法內的變數。

  8. Watches:檢視變數,可以將Variables區中的變數拖到Watches中檢視


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[圖1.1]

在設定裡勾選Show debug window on breakpoint,則請求進入到斷點後自動啟用Debug視窗。

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[圖1.2]

如果你的IDEA底部沒有顯示工具欄或狀態列,可以在View裡開啟,顯示出工具欄會方便我們使用。可以自己去嘗試下這四個選項。

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[圖1.3]

在選單欄Run裡有除錯對應的功能,同時可以檢視對應的快捷鍵。

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[圖1.4]

二、基本用法&快捷鍵

Debug除錯的功能主要對應著圖一中4和5兩組按鈕:

1、首先說第一組按鈕,共8個按鈕,從左到右依次如下:

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[圖2.1]

  • Show Execution Point (Alt + F10):如果你的游標在其它行或其它頁面,點選這個按鈕可跳轉到當前程式碼執行的行。

  • Step Over (F8):步過,一行一行地往下走,如果這一行上有方法不會進入方法。

  • Step Into (F7):步入,如果當前行有方法,可以進入方法內部,一般用於進入自定義方法內,不會進入官方類庫的方法,如第25行的put方法。

  • Force Step Into (Alt + Shift + F7):強制步入,能進入任何方法,檢視底層原始碼的時候可以用這個進入官方類庫的方法。

  • Step Out (Shift + F8):步出,從步入的方法內退出到方法呼叫處,此時方法已執行完畢,只是還沒有完成賦值。

  • Drop Frame (預設無):回退斷點,後面章節詳細說明。

  • Run to Cursor (Alt + F9):執行到游標處,你可以將游標定位到你需要檢視的那一行,然後使用這個功能,程式碼會執行至游標行,而不需要打斷點。

  • Evaluate Expression (Alt + F8):計算表示式,後面章節詳細說明。

2、第二組按鈕,共7個按鈕,從上到下依次如下:

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[圖2.2]

  • Rerun 'xxxx':重新執行程式,會關閉服務後重新啟動程式。

  • Update 'tech' application (Ctrl + F5):更新程式,一般在你的程式碼有改動後可執行這個功能。而這個功能對應的操作則是在服務配置裡,如圖2.3。

  • Resume Program (F9):恢復程式,比如,你在第20行和25行有兩個斷點,當前執行至第20行,按F9,則執行到下一個斷點(即第25行),再按F9,則執行完整個流程,因為後面已經沒有斷點了。

  • Pause Program:暫停程式,啟用Debug。目前沒發現具體用法。

  • Stop 'xxx' (Ctrl + F2):連續按兩下,關閉程式。有時候你會發現關閉服務再啟動時,報埠被佔用,這是因為沒完全關閉服務的原因,你就需要查殺所有JVM程式了。

  • View Breakpoints (Ctrl + Shift + F8):檢視所有斷點,後面章節會涉及到。

  • Mute Breakpoints:啞的斷點,選擇這個後,所有斷點變為灰色,斷點失效,按F9則可以直接執行完程式。再次點選,斷點變為紅色,有效。如果只想使某一個斷點失效,可以在斷點上右鍵取消Enabled,如圖2.4,則該行斷點失效。

更新程式,On 'Update' actions,執行更新操作時所做的事情,一般選擇'Update classes and resources',即更新類和資原始檔。

一般配合熱部署外掛會更好用,如JRebel,這樣就不用每次更改程式碼後還要去重新啟動服務。如何啟用JRebel,在最後章節附上。

下面的On frame deactivation,在IDEA視窗失去焦點時觸發,即一般你從idea切換到瀏覽器的時候,idea會自動幫你做的事情,一般可以設定Do nothing,頻繁切換會比較消耗資源的。

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[圖2.3]


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[圖2.4]

三、變數檢視

在Debug過程中,跟蹤檢視變數的變化是非常必要的,這裡就簡單說下IDEA中可以檢視變數的幾個地方,相信大部分人都瞭解。

1、如下,在IDEA中,引數所在行後面會顯示當前變數的值。

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[圖3.1]

2、游標懸停到引數上,顯示當前變數資訊。 點選開啟詳情如圖3.3。我一般會使用這種方式,快捷方便。

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[圖3.2]


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[圖3.3]

3、在Variables裡檢視,這裡顯示當前方法裡的所有變數。

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[圖3.4]

4、在Watches裡,點選New Watch,輸入需要檢視的變數。 或者可以從Variables裡拖到Watche裡檢視。

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[圖3.5]

如果你發現你沒有Watches,可能在下圖所在的地方。

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[圖3.6]


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[圖3.7]

四、計算表示式

在前面提到的計算表示式如圖4.1的按鈕,Evaluate Expression (Alt + F8) 。可以使用這個操作在除錯過程中計算某個表示式的值,而不用再去列印資訊。

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[圖4.1]

1、按Alt + F8或按鈕,或者,你可以選中某個表示式再Alt + F8,彈出計算表示式的視窗 ,如下,回車或點選Evaluate計算表示式的值。

這個表示式不僅可以是一般變數或引數,也可以是方法,當你的一行程式碼中呼叫了幾個方法時,就可以透過這種方式檢視檢視某個方法的返回值。

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[圖4.2]

2、設定變數,在計算表示式的框裡,可以改變變數的值 ,這樣有時候就能很方便我們去除錯各種值的情況了不是。

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[圖4.3]

五、智慧步入

想想,一行程式碼裡有好幾個方法,怎麼只選擇某一個方法進入。之前提到過使用Step Into (Alt + F7) 或者 Force Step Into (Alt + Shift + F7)進入到方法內部,但這兩個操作會根據方法呼叫順序依次進入,這比較麻煩。

那麼智慧步入就很方便了,智慧步入,這個功能在Run裡可以看到,Smart Step Into (Shift + F7),如圖5.1

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[圖5.1]

按Shift + F7,會自動定位到當前斷點行,並列出需要進入的方法,如圖5.2,點選方法進入方法內部。

如果只有一個方法,則直接進入,類似Force Step Into。

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[圖5.2]

六、斷點條件設定

透過設定斷點條件,在滿足條件時,才停在斷點處,否則直接執行。

通常,當我們在遍歷一個比較大的集合或陣列時,在迴圈內設定了一個斷點,難道我們要一個一個去看變數的值?那肯定很累,說不定你還錯過這個值得重新來一次。

1、在斷點上右鍵直接設定當前斷點的條件 ,如圖6.1,我設定exist為true時斷點才生效。

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[圖6.1]

2、點選View Breakpoints (Ctrl + Shift + F8),檢視所有斷點。

Java Line Breakpoints 顯示了所有的斷點,在右邊勾選Condition,設定斷點的條件。

勾選Log message to console,則會將當前斷點行輸出到控制檯,如圖6.3

勾選Evaluate and log,可以在執行這行程式碼是計算表示式的值,並將結果輸出到控制檯。

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[圖6.2]


IDEA 除錯圖文教程,讓 bug 無處藏身!  [圖6.3]

3、再說說右邊的Filters過濾 ,這些一般情況下不常用,簡單說下意思。

Instance filters:例項過濾,輸入例項ID(如圖6.5中的例項ID),但是我這裡沒有成功,不知道什麼原因,知道的朋友留個言。

Class filters:類過濾,根據類名過濾,同樣沒有成功....

Pass count:用於迴圈中,如果斷點在迴圈中,可以設定該值,迴圈多少次後停在斷點處,之後的迴圈都會停在斷點處。

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 [圖6.4]


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[圖6.5]

4、異常斷點,透過設定異常斷點 ,在程式中出現需要攔截的異常時,會自動定位到異常行。

如圖6.6,點選+號新增Java Exception Breakpoints,新增異常斷點。然後輸入需要斷點的異常類,如圖6.7,之後可以在Java Exception Breakpoints裡看到新增的異常斷點。

我這裡新增了一個NullPointerException異常斷點,如圖6.8,出現空指標異常後,自動定位在空指標異常行。

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[圖6.6]


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[圖6.7]


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[圖6.8]

七、多執行緒除錯

一般情況下我們除錯的時候是在一個執行緒中的,一步一步往下走。但有時候你會發現在Debug的時候,想發起另外一個請求都無法進行了?

那是因為IDEA在Debug時預設阻塞級別是ALL,會阻塞其它執行緒,只有在當前除錯執行緒走完時才會走其它執行緒。可以在View Breakpoints裡選擇Thread,如圖7.1,然後點選Make Default設定為預設選項。

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[圖7.1]

切換執行緒,在圖7.2中Frames的下拉選單裡,可以切換當前的執行緒,如下我這裡有兩個Debug的執行緒,切換另外一個則進入另一個Debug的執行緒。

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[圖7.2]

八、回退斷點

在除錯的時候,想要重新走一下流程而不用再次發起一個請求?

1、首先認識下這個方法呼叫棧 ,如圖8.1,首先請求進入DemoController的insertDemo方法,然後呼叫insert方法,其它的invoke我們且先不管,最上面的方法是當前斷點所在的方法。

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[圖8.1]

2、斷點回退

所謂的斷點回退,其實就是回退到上一個方法呼叫的開始處,在 IDEA 裡測試無法一行一行地回退或回到到上一個斷點處,而是回到上一個方法。

回退的方式有兩種,一種是Drop Frame按鈕(圖8.2),按呼叫的方法逐步回退,包括三方類庫的其它方法(取消Show All Frames按鈕會顯示三方類庫的方法,如圖8.3)。

第二種方式,在呼叫棧方法上選擇要回退的方法,右鍵選擇Drop Frame(圖8.4),回退到該方法的上一個方法呼叫處,此時再按F9(Resume Program),可以看到程式進入到該方法的斷點處了。

但有一點需要注意,斷點回退只能重新走一下流程,之前的某些引數/資料的狀態已經改變了的是無法回退到之前的狀態的,如物件、集合、更新了資料庫資料等等。

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圖[8.2]


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圖[8.3]


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圖[8.4]

九、中斷Debug

想要在Debug的時候,中斷請求,不要再走剩餘的流程了?

有些時候,我們看到傳入的引數有誤後,不想走後面的流程了,怎麼中斷這次請求呢(後面的流程要刪除資料庫資料呢....),難道要關閉服務重新啟動程式?嗯,我以前也是這麼幹的。

確切的說,我也沒發現可以直接中斷請求的方式(除了關閉服務),但可以透過Force Return,即強制返回來避免後續的流程,如圖9.1。

點選Force Return,彈出Return Value的視窗,我這個方法的返回型別為Map,所以,我這裡直接返回 results,來強制返回,從而不再進行後續的流程。或者你可以new HashMap<>()。

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[圖9.1]


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[圖9.2]


·END·

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