史上最全的 IDEA Debug 調試技巧(超詳細案例)

 

前言
Debug用來追蹤代碼的運行流程,通常在程序運行過程中出現異常,啓用Debug模式可以分析定位異常發生的位置,以及在運行過程中參數的變化。
通常我們也可以啓用Debug模式來跟蹤代碼的運行流程去學習三方框架的源碼,所以學習下如何在Intellij IDEA中使用好Debug是很有必要的,接下來一起來學習總結一下吧~

官網詳情介紹:
http://www.jetbrains.com/help/idea/debugging-code.html

主要內容:
一、Debug界面&基本功能
二、基本用法&快捷鍵
三、變量查看
四、計算表達式
五、智能步入
六、斷點條件設置
七、多線程調試
八、回退斷點
九、臨時斷點
十、中斷Debug
十一、Jrebel模式下調試

一、Debug界面&基本功能

首先看下IDEA中Debug模式下的界面,隨着idea版本的更新Debug模式的圖標設計雖有微調改動,但是功能大體相通。
在這裏插入圖片描述
 上圖爬蟲的圖標就是Debug模式運行鍵,綠色三角形圖標是正常的Run模式
  
 如下是在IDEA中啓動Debug模式,進入斷點後的界面,我這裏是Windows,可能和Mac的圖標等會有些不一樣。就簡單說下圖中標註的8個地方:

① 以Debug模式啓動服務,左邊的一個按鈕則是以Run模式啓動。在開發中,我一般會直接啓動Debug模式,方便隨時調試代碼。

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置。

③ Debug窗口:訪問請求到達第一個斷點後,會自動激活Debug窗口。如果沒有自動激活,可以去設置裏設置,如圖1.2。

④ 調試按鈕:一共有8個按鈕,調試的主要功能就對應着這幾個按鈕,鼠標懸停在按鈕上可以查看對應的快捷鍵。在菜單欄Run裏可以找到同樣的對應的功能,如圖1.4。

⑤ 服務按鈕:可以在這裏關閉/啓動服務,設置斷點等。

⑥ 方法調用棧:這裏顯示了該線程調試所經過的所有方法,勾選右上角的[Show All Frames]按鈕,就不會顯示其它類庫的方法了,否則這裏會有一大堆的方法。

⑦ Variables:在變量區可以查看當前斷點之前的當前方法內的變量。

⑧ Watches:查看變量,可以將Variables區中的變量拖到Watches中查看

[圖1.1]
在這裏插入圖片描述

[圖1.2]:在設置裏勾選Show debug window on breakpoint,則請求進入到斷點後自動激活Debug窗口

在這裏插入圖片描述

[圖1.3]:如果你的IDEA底部沒有顯示工具欄或狀態欄,可以在View裏打開,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。
  在這裏插入圖片描述

 

[圖1.4]:在菜單欄Run裏有調試對應的功能,同時可以查看對應的快捷鍵。

在這裏插入圖片描述

二、基本用法&快捷鍵

Debug調試的功能主要對應着圖一中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]
在這裏插入圖片描述

> Show Execution Point (Alt + F10):如果你的光標在其它行或其它頁面,點擊這個按鈕可跳轉到當前代碼執行的行。

> 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,查看底層源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調用處,此時方法已執行完畢,只是還沒有完成賦值。

> Drop Frame (默認無):回退斷點,後面章節詳細說明。

> Run to Cursor (Alt + F9):運行到光標處,你可以將光標定位到你需要查看的那一行,然後使用這個功能,代碼會運行至光標行,而不需要打斷點。

> Evaluate Expression (Alt + F8):計算表達式,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]
在這裏插入圖片描述
    > Rerun ‘xxxx’:重新運行程序,會關閉服務後重新啓動程序。

> Update ‘tech’ application (Ctrl + F5):更新程序,一般在你的代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裏,如圖2.3。

> Resume Program (F9):恢復程序,比如,你在第20行和25行有兩個斷點,當前運行至第20行,按F9,則運行到下一個斷點(即第25行),再按F9,則運行完整個流程,因爲後面已經沒有斷點了。

> Pause Program:暫停程序,啓用Debug。目前沒發現具體用法。

> Stop ‘xxx’ (Ctrl + F2):連續按兩下,關閉程序。有時候你會發現關閉服務再啓動時,報端口被佔用,這是因爲沒完全關閉服務的原因,你就需要查殺所有JVM進程了。

> View Breakpoints (Ctrl + Shift + F8):查看所有斷點,後面章節會涉及到。

> Mute Breakpoints:靜啞斷點,啞的斷點,選擇這個後,所有斷點變爲灰色,斷點失效,按F9則可以直接運行完程序。再次點擊,斷點變爲紅色,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]:更新程序,On ‘Update’ actions,執行更新操作時所做的事情,一般選擇’Update classes and resources’,即更新類和資源文件。

一般配合熱部署插件會更好用,如JRebel,這樣就不用每次更改代碼後還要去重新啓動服務。如何激活JRebel,在最後章節附上。

下面的On frame deactivation,在IDEA窗口失去焦點時觸發,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,一般可以設置Do nothing,頻繁切換會比較消耗資源的。

在這裏插入圖片描述

[圖2.4]

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Run Shift + F10 運行最近一次運行的函數
Debug Shift + F9 運行debug最近一次運行的函數
Run Alt + Shift + F10 初次運行指定的函數
Debug Alt + Shift + F9 初次debug運行指定的函數
Stop Ctrl + F2 停止項目
Step Over F8 越過當前函數
Forcce Step Over Alt + Shift + F8 強制越過
Step Into F7 步入當前函數
Force Step Into Alt + Shift + F7 強行進入當前函數
Smart Step Into Shift + F7 只能進入當前函數
Step out Shift + F8 步出
Resume Program F9 恢復程序
Evaluate Expression Alt + F8 計算表達式

三、變量查看

在Debug過程中,跟蹤查看變量的變化是非常必要的,這裏就簡單說下IDEA中可以查看變量的幾個地方,相信大部分人都瞭解。

1、如下,在IDEA中,參數所在行後面會顯示當前變量的值。

[圖3.1]
在這裏插入圖片描述
  2、光標懸停到參數上,顯示當前變量信息。點擊打開詳情如圖3.3。我一般會使用這種方式,快捷方便。

[圖3.2]
在這裏插入圖片描述
   [圖3.3]
在這裏插入圖片描述
  3、在Variables裏查看,這裏顯示當前方法裏的所有變量。

[圖3.4]
在這裏插入圖片描述
  4、在Watches裏,點擊New Watch,輸入需要查看的變量。或者可以從Variables裏拖到Watche裏查看。

[圖3.5]
在這裏插入圖片描述
  如果你發現你沒有Watches,可能在下圖所在的地方。

[圖3.6]
在這裏插入圖片描述
  [圖3.7]
  在這裏插入圖片描述

四、計算表達式

在前面提到的計算表達式如圖4.1的按鈕,Evaluate Expression (Alt + F8) 。可以使用這個操作在調試過程中計算某個表達式的值,而不用再去打印信息。
求值計算功能在我們debug過程中,可以很方便的查看程序中所有變量的值,也可以臨時修改程序中變量的值,這個功能能在一定程度上輔助我們進行代碼調試。

[圖4.1]
在這裏插入圖片描述
  1、按Alt + F8或按鈕,或者,你可以選中某個表達式再Alt + F8,彈出計算表達式的窗口,如下,回車或點擊Evaluate計算表達式的值。

這個表達式不僅可以是一般變量或參數,也可以是方法,當你的一行代碼中調用了幾個方法時,就可以通過這種方式查看查看某個方法的返回值。

[圖4.2]
在這裏插入圖片描述
  2、設置變量,在計算表達式的框裏,可以改變變量的值,這樣就能靈活賦值。

[圖4.3] 在這裏插入圖片描述

五、智能步入

想想,一行代碼裏有好幾個方法,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調用順序依次進入,這比較麻煩。

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

[圖5.1]
在這裏插入圖片描述
  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,點擊方法進入方法內部。

如果只有一個方法,則直接進入,類似Force Step Into。

[圖5.2]
   在這裏插入圖片描述

六、斷點條件設置

條件斷點就是當滿足某個條件(通常是表達式)時,debug斷點纔會生效;這在循環中debug是非常有用的;例如我們想要在循環體中調試:當某個變量滿足某個條件時,需要斷點調試,來查看詳細的執行流程及變化情況。通過設置斷點條件,在滿足條件時,才停在斷點處,否則直接運行。

通常,當我們在遍歷一個比較大的集合或數組時,在循環內設置了一個斷點,難道我們要一個一個去看變量的值?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置當前斷點的條件,如圖6.1,我設置exist爲true時斷點才生效。

[圖6.1]
在這裏插入圖片描述下圖內容代表當name爲eamon:23時,程序執行到斷點處停下來。

在這裏插入圖片描述

有了條件斷點,這樣一來,那些不相關和我們不關心的代碼就可以直接跳過了。

2、點擊View Breakpoints (Ctrl + Shift + F8),查看所有斷點。

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

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,可以在執行這行代碼是計算表達式的值,並將結果輸出到控制檯。

[圖6.2]
在這裏插入圖片描述

[圖6.3]

在這裏插入圖片描述

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:實例過濾,輸入實例ID(如圖6.5中的實例ID),但是我這裏沒有成功,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:用於循環中,如果斷點在循環中,可以設置該值,循環多少次後停在斷點處,之後的循環都會停在斷點處。

[圖6.4]
**加粗樣式**

[圖6.5]

在這裏插入圖片描述

4、異常斷點,通過設置異常斷點,在程序中出現需要攔截的異常時,會自動定位到異常行。

如圖6.6,點擊+號添加Java Exception Breakpoints,添加異常斷點。然後輸入需要斷點的異常類,如圖6.7,之後可以在Java Exception Breakpoints裏看到添加的異常斷點。

我這裏添加了一個NullPointerException異常斷點,如圖6.8,出現空指針異常後,自動定位在空指針異常行。

[圖6.6]
在這裏插入圖片描述

[圖6.7]
在這裏插入圖片描述

[圖6.8]

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七、多線程調試

一般情況下我們調試的時候是在一個線程中的,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?

那是因爲IDEA在Debug時默認阻塞級別是ALL,會阻塞其它線程,只有在當前調試線程走完時纔會走其它線程。可以在View Breakpoints裏選擇Thread,如圖7.1,然後點擊Make Default設置爲默認選項。

[圖7.1]
在這裏插入圖片描述

切換線程,在圖7.2中Frames的下拉列表裏,可以切換當前的線程,如下我這裏有兩個Debug的線程,切換另外一個則進入另一個Debug的線程。

[圖7.2]
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八、回退斷點

不知道大夥有沒有遇到這樣一個問題,當我們進行debug時,通常不會進入某個方法一步一步的執行,而是選擇性的跳過;當你想要回頭觀察某個變量的值得變化時,而你剛好沒有跟進去,跳過了這個方法,這個時候,變量就被賦值了,我們通常的做法是重來一次,其實IDEA的調試功能是非常強大的,可以回退斷電。

1、首先認識下這個方法調用棧,如圖8.1,首先請求進入DemoController的insertDemo方法,然後調用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]

在這裏插入圖片描述

2、斷點回退

所謂的斷點回退,其實就是回退到上一個方法調用的開始處,在IDEA裏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),按調用的方法逐步回退,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,在調用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調用處,此時再按F9(Resume Program),可以看到程序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,之前的某些參數/數據的狀態已經改變了的是無法回退到之前的狀態的,如對象、集合、更新了數據庫數據等等。

圖[8.2]
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圖[8.3]

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圖[8.4]
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我們來看看熟悉的調試窗口:
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使用紅色框框出來的部分,表示當前程序執行到哪一塊,哪一部分,你可以嘗試用鼠標點點看,你會發現編輯器會跳轉到對應的代碼中,當然當前斷點的位置通常會在列表的第一條。然後我們使用右鍵單擊,你就可以看到如下圖所示:
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或者你也可以在下圖中找到 Drop Frame:

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在IDEA中,所謂的回退,叫 Drop Frame,選擇Drop Frame後,程序會跳轉回調用當前這個方法的地方,當然已經改變的值是不會恢復的。但是當該方法再次被調用時,你可以觀察到某個變量什麼時候被改變,至少我們不用再去重新運行一遍程序

九、臨時斷點

所謂臨時斷點就是隻斷一次,IDEA默認斷點會一致存在。如果你只需要暫停一次,那麼使用臨時斷點會比較方便,因爲暫停一次之後斷點就自動消失了,不用手動取消。

臨時斷點可以通過在打斷點時按住 Alt 或者 option 鍵,然後創建斷點。也可以通過右鍵斷點處,選擇 more 然後在窗口中選中 Remove once hit
  在這裏插入圖片描述
  在這裏插入圖片描述

十、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,我們看到傳入的參數有誤後,不想走後面的流程了,怎麼中斷這次請求呢(後面的流程要刪除數據庫數據呢…),難道要關閉服務重新啓動程序?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。

點擊Force Return,彈出Return Value的窗口,我這個方法的返回類型爲Map,所以,我這裏直接返回 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]

在這裏插入圖片描述

[圖9.2]

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十一、Jrebel模式下調試

目前本人一直使用JRebel做熱部署工具,效果很不錯,改動Java類中的代碼?重新啓動項目,實時編譯好了,節省很大一部分重啓項目的時間。
jrebel教程鏈接:

1.Intellij IDEA使用Jrebel進行熱部署
https://blog.csdn.net/zeal9s/article/details/84204812

2.Spring Boot使用Jreble熱部署
https://blog.csdn.net/zeal9s/article/details/84205499

JRebel允許開發團隊在有限的時間內完成更多的任務修正更多的問題,發佈更高質量的軟件產品.

Jrebel 可快速實現熱部署,節省了大量重啓時間,提高了個人開發效率.

JRebel是一款JAVA虛擬機插件,它使得JAVA程序員能在不進行重部署的情況下,即時看到代碼的改變對一個應用程序帶來的影響。JRebel使你能即時分別看到代碼、類和資源的變化,你可以一個個地上傳而不是一次性全部部署。當程序員在開發環境中對任何一個類或者資源作出修改的時候,這個變化會直接反應在部署好的應用程序上,從而跳過了構建和部署的過程,每年可以省去部署用的時間花費高達5.25個星期.

簡單點來說,jreble在我們重新修改代碼的時候節省了重新發布項目的時間。
接下來讓我們來學習怎樣在idea中安裝jrebel吧~
安裝Jrebel插件:
File–>settings…–>Plugins–>搜索Jrebel
在這裏插入圖片描述
保持電腦連上網絡,開始下載插件
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
安裝完成之後,重啓idea
重啓完成之後,開始激活Jrebel
在這裏插入圖片描述
1)第一種激活方法
打開此網站,用Twitter或者Facebook登錄,然後就能獲得註冊碼了。
Help–>JRebel–>Activate–>複製粘貼激活碼就行了。

2) 第二種激活方法
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激活成功!
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開啓離線模式
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可以運用Jreble在項目中了!
1)普通的web項目
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在這裏插入圖片描述選擇該項,然後重新啓動項目即可!

Spring Boot使用Jreble熱部署

File–>Settings…
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在代碼編輯頁,按Shift+Ctrl+Alt+/,選擇Registry
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在這裏插入圖片描述

注意:spring boot在jreble debug下運行的前提是需要安裝jrebel在你的開發工具上
如果沒有這兩個圖標,就是沒有安裝jreble
按此步驟安裝即可。安裝步驟
在這裏插入圖片描述

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