有 Bug 不会调试？看这篇文章足够了
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2020-08-18 07:45
作者：工控自动化专家
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Debug 用来追踪代码的运行流程，通常在程序运行过程中出现异常，启用 Debug 模式可以分析定位异常发生的位置，以及在运行过程中参数的变化。通常我们也可以启用 Debug 模式来跟踪代码的运行流程去学习三方框架的源码。
在 Intellij IDEA 中使用好 Debug，主要包括如下内容：
Debug 开篇 基本用法 & 快捷键 变量查看 计算表达式 智能步入 断点条件设置 多线程调试 回退断点 中断 Debug
一、Debug 开篇
首先看下 IDEA 中 Debug 模式下的界面。如下是在 IDEA 中启动 Debug 模式，进入断点后的界面，我这里是 Windows，可能和 Mac 的图标等会有些不一样。就简单说下图中标注的 8 个地方：
以 Debug 模式启动服务，左边的一个按钮则是以 Run 模式启动。在开发中，我一般会直接启动 Debug 模式，方便随时调试代码。
断点：在左边行号栏单击左键，或者快捷键 Ctrl+F8 打上 / 取消断点，断点行的颜色可自己去设置。
Debug 窗口：访问请求到达第一个断点后，会自动激活 Debug 窗口。如果没有自动激活，可以去设置里设置，如图 1.2。
调试按钮：一共有 8 个按钮，调试的主要功能就对应着这几个按钮，鼠标悬停在按钮上可以查看对应的快捷键。在菜单栏 Run 里可以找到同样的对应的功能，如图 1.4。
服务按钮：可以在这里关闭 / 启动服务，设置断点等。
方法调用栈：这里显示了该线程调试所经过的所有方法，勾选右上角的 [Show All Frames] 按钮，就不会显示其它类库的方法了，否则这里会有一大堆的方法。
Variables：在变量区可以查看当前断点之前的当前方法内的变量。
Watches：查看变量，可以将 Variables 区中的变量拖到 Watches 中查
[图 1.1]
在设置里勾选 Show debug window on breakpoint，则请求进入到断点后自动激活 Debug 窗口。
[图 1.2]
如果你的 IDEA 底部没有显示工具栏或状态栏，可以在 View 里打开，显示出工具栏会方便我们使用。可以自己去尝试下这四个选项。
[图 1.3]
在菜单栏 Run 里有调试对应的功能，同时可以查看对应的快捷键。
[图 1.4]
二、基本用法 & 快捷键
Debug 调试的功能主要对应着图一中 4 和 5 两组按钮：
1、首先说第一组按钮，共 8 个按钮，从左到右依次如下：
[图 2.1]
Show Execution Point (Alt + F10)：如果你的光标在其它行或其它页面，点击这个按钮可跳转到当前代码执行的行。 Step Over (F8)：步过，一行一行地往下走，如果这一行上有方法不会进入方法。 Step Into (F7)：步入，如果当前行有方法，可以进入方法内部，一般用于进入自定义方法内，不会进入官方类库的方法，如第 25 行的 put 方法。 Force Step Into (Alt + Shift + F7)：强制步入，能进入任何方法，查看底层源码的时候可以用这个进入官方类库的方法。 Step Out (Shift + F8)：步出，从步入的方法内退出到方法调用处，此时方法已执行完毕，只是还没有完成赋值。 Drop Frame (默认无)：回退断点，后面章节详细说明。 Run to Cursor (Alt + F9)：运行到光标处，你可以将光标定位到你需要查看的那一行，然后使用这个功能，代码会运行至光标行，而不需要打断点。 Evaluate Expression (Alt + F8)：计算表达式，后面章节详细说明。
2、第二组按钮，共 7 个按钮，从上到下依次如下：
[图 2.2]
Rerun 'xxxx'：重新运行程序，会关闭服务后重新启动程序。 Update 'tech' application (Ctrl + F5)：更新程序，一般在你的代码有改动后可执行这个功能。而这个功能对应的操作则是在服务配置里，如图 2.3。 Resume Program (F9)：恢复程序，比如，你在第 20 行和 25 行有两个断点，当前运行至第 20 行，按 F9，则运行到下一个断点 (即第 25 行)，再按 F9，则运行完整个流程，因为后面已经没有断点了。 Pause Program：暂停程序，启用 Debug。目前没发现具体用法。 Stop 'xxx' (Ctrl + F2)：连续按两下，关闭程序。有时候你会发现关闭服务再启动时，报端口被占用，这是因为没完全关闭服务的原因，你就需要查杀所有 JVM 进程了。 View Breakpoints (Ctrl + Shift + F8)：查看所有断点，后面章节会涉及到。 Mute Breakpoints：哑的断点，选择这个后，所有断点变为灰色，断点失效，按 F9 则可以直接运行完程序。再次点击，断点变为红色，有效。如果只想使某一个断点失效，可以在断点上右键取消 Enabled，如图 2.4，则该行断点失效。
更新程序，On 'Update' actions，执行更新操作时所做的事情，一般选择'Update classes and resources'，即更新类和资源文件。
一般配合热部署插件会更好用，如 JRebel，这样就不用每次更改代码后还要去重新启动服务。如何激活 JRebel，在最后章节附上。
下面的 On frame deactivation，在 IDEA 窗口失去焦点时触发，即一般你从 idea 切换到浏览器的时候，idea 会自动帮你做的事情，一般可以设置 Do nothing，频繁切换会比较消耗资源的。
[图 2.3]
[图 2.4]
三、变量查看
在 Debug 过程中，跟踪查看变量的变化是非常必要的，这里就简单说下 IDEA 中可以查看变量的几个地方，相信大部分人都了解。
1、如下，在 IDEA 中，参数所在行后面会显示当前变量的值。
[图 3.1]
2、光标悬停到参数上，显示当前变量信息。点击打开详情如图 3.3。我一般会使用这种方式，快捷方便。
[图 3.2]
[图 3.3]
3、在 Variables 里查看，这里显示当前方法里的所有变量。
[图 3.4]
4、在 Watches 里，点击 New Watch，输入需要查看的变量。或者可以从 Variables 里拖到 Watche 里查看。
[图 3.5]
如果你发现你没有 Watches，可能在下图所在的地方。
[图 3.6]
[图 3.7]
四、计算表达式
在前面提到的计算表达式如图 4.1 的按钮，Evaluate Expression (Alt + F8) 。可以使用这个操作在调试过程中计算某个表达式的值，而不用再去打印信息。有 Bug 不会调试？这篇文章很详细
1、按 Alt + F8 或按钮，或者，你可以选中某个表达式再 Alt + F8，弹出计算表达式的窗口，如下，回车或点击 Evaluate 计算表达式的值。
这个表达式不仅可以是一般变量或参数，也可以是方法，当你的一行代码中调用了几个方法时，就可以通过这种方式查看查看某个方法的返回值。
[图 4.2]
2、设置变量，在计算表达式的框里，可以改变变量的值，这样有时候就能很方便我们去调试各种值的情况了不是。
[图 4.3]
五、智能步入
想想，一行代码里有好几个方法，怎么只选择某一个方法进入。之前提到过使用 Step Into (Alt + F7) 或者 Force Step Into (Alt + Shift + F7) 进入到方法内部，但这两个操作会根据方法调用顺序依次进入，这比较麻烦。
那么智能步入就很方便了，智能步入，这个功能在 Run 里可以看到，Smart Step Into (Shift + F7)，如图 5.1
[图 5.1]
按 Shift + F7，会自动定位到当前断点行，并列出需要进入的方法，如图 5.2，点击方法进入方法内部。
如果只有一个方法，则直接进入，类似 Force Step Into。
[图 5.2]
六、断点条件设置
通过设置断点条件，在满足条件时，才停在断点处，否则直接运行。
通常，当我们在遍历一个比较大的集合或数组时，在循环内设置了一个断点，难道我们要一个一个去看变量的值？那肯定很累，说不定你还错过这个值得重新来一次。
1、在断点上右键直接设置当前断点的条件，如图 6.1，我设置 exist 为 true 时断点才生效。
[图 6.1]
2、点击 View Breakpoints (Ctrl + Shift + F8)，查看所有断点。
Java Line Breakpoints 显示了所有的断点，在右边勾选 Condition，设置断点的条件。
勾选 Log message to console，则会将当前断点行输出到控制台，如图 6.3
勾选 Evaluate and log，可以在执行这行代码是计算表达式的值，并将结果输出到控制台。
[图 6.2]
[图 6.3]
3、再说说右边的 Filters 过滤，这些一般情况下不常用，简单说下意思。
Instance filters：实例过滤，输入实例 ID(如图 6.5 中的实例 ID)，但是我这里没有成功，不知道什么原因，知道的朋友留个言。
Class filters：类过滤，根据类名过滤，同样没有成功....
Pass count：用于循环中，如果断点在循环中，可以设置该值，循环多少次后停在断点处，之后的循环都会停在断点处。
[图 6.4]
[图 6.5]
4、异常断点，通过设置异常断点，在程序中出现需要拦截的异常时，会自动定位到异常行。
如图 6.6，点击 + 号添加 Java Exception Breakpoints，添加异常断点。然后输入需要断点的异常类，如图 6.7，之后可以在 Java Exception Breakpoints 里看到添加的异常断点。
我这里添加了一个 NullPointerException 异常断点，如图 6.8，出现空指针异常后，自动定位在空指针异常行。
[图 6.6]
[图 6.7]
[图 6.8]
七、多线程调试
一般情况下我们调试的时候是在一个线程中的，一步一步往下走。但有时候你会发现在 Debug 的时候，想发起另外一个请求都无法进行了？
那是因为 IDEA 在 Debug 时默认阻塞级别是 ALL，会阻塞其它线程，只有在当前调试线程走完时才会走其它线程。可以在 View Breakpoints 里选择 Thread，如图 7.1，然后点击 Make Default 设置为默认选项。
[图 7.1]
切换线程，在图 7.2 中 Frames 的下拉列表里，可以切换当前的线程，如下我这里有两个 Debug 的线程，切换另外一个则进入另一个 Debug 的线程。
[图 7.2]
八、回退断点
在调试的时候，想要重新走一下流程而不用再次发起一个请求？
1、首先认识下这个方法调用栈，如图 8.1，首先请求进入 DemoController 的 insertDemo 方法，然后调用 insert 方法，其它的 invoke 我们且先不管，最上面的方法是当前断点所在的方法。
[图 8.1]
2、断点回退
所谓的断点回退，其实就是回退到上一个方法调用的开始处，在 IDEA 里测试无法一行一行地回退或回到到上一个断点处，而是回到上一个方法。
回退的方式有两种，一种是 Drop Frame 按钮 (图 8.2)，按调用的方法逐步回退，包括三方类库的其它方法 (取消 Show All Frames 按钮会显示三方类库的方法，如图 8.3)。
第二种方式，在调用栈方法上选择要回退的方法，右键选择 Drop Frame(图 8.4)，回退到该方法的上一个方法调用处，此时再按 F9(Resume Program)，可以看到程序进入到该方法的断点处了。
但有一点需要注意，断点回退只能重新走一下流程，之前的某些参数 / 数据的状态已经改变了的是无法回退到之前的状态的，如对象、集合、更新了数据库数据等等。
图 [8.2]
图 [8.3]
图 [8.4]
九、中断 Debug
想要在 Debug 的时候，中断请求，不要再走剩余的流程了？
有些时候，我们看到传入的参数有误后，不想走后面的流程了，怎么中断这次请求呢 (后面的流程要删除数据库数据呢....)，难道要关闭服务重新启动程序？嗯，我以前也是这么干的。
确切的说，我也没发现可以直接中断请求的方式 (除了关闭服务)，但可以通过 Force Return，即强制返回来避免后续的流程，如图 9.1。
点击 Force Return，弹出 Return Value 的窗口，我这个方法的返回类型为 Map，所以，我这里直接返回 results，来强制返回，从而不再进行后续的流程。或者你可以 new HashMap<>()。
[图 9.1]
[图 9.2]
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