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在 INTELLIJ IDEA 中使用 DEBUG

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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。

  所以學習下如何在 Intellij IDEA 中使用好 Debug,主要包括如下內容:

    一、Debug 開篇

    二、基本用法 & 快捷鍵

    三、變數檢視

    四、計算表示式

    五、智慧步入

    六、斷點條件設定

    七、多執行緒除錯

    八、回退斷點

    九、中斷 Debug

    十、附:JRebel 啟用

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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

  [圖 1.1]

  

  [圖 1.2]: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

  

  [圖 1.3]: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。

  

  [圖 1.4]: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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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:

    

 [圖 2.1]

    > Show Execution Point (Alt + F10):如果你的遊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):執行到遊標處,你可以將遊標定位到你需要檢視的那一行,然後使用這個功能,程式碼會執行至遊標行,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:

    

 [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。

     [圖 2.3]: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。

      

    [圖 2.4]

    

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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。

  

 [圖 3.1]

  2、遊標懸停到引數上,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。

  

 [圖 3.2]

  

 [圖 3.3]

  3、在 Variables 裡檢視,這裡顯示當前方法裡的所有變數。

  

 [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。

  

 [圖 3.5]

  如果你發現你沒有 Watches,可能在下圖所在的地方。

  

 [圖 3.6]

    

 [圖 3.7]

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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。

  

 [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,就可以通過這種方式檢視檢視某個方法的返回值。

  

 [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。

  

 [圖 4.3]

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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

  

 [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。

  

 [圖 5.2]

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六、斷點條件設定

  通過設定斷點條件,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。

  

  [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。

   [圖 6.2]

  

   [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。

  [圖 6.4]

  

   [圖 6.5]

  

  4、異常斷點,通過設定異常斷點,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。

  我這裡添加了一個 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。

  [圖 6.6]

  

  [圖 6.7]

  

  [圖 6.8]

  

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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。

  [圖 7.1]

  

  切換執行緒,在圖 7.2 中 Frames 的下拉列表裡,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。

  [圖 7.2]

  

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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。

  [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。

  圖 [8.2]

  

  圖 [8.3]

  

  圖 [8.4]

  

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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),但可以通過 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<>()。

  [圖 9.1]

  

  [圖 9.2]