只要學會它，再多Bug也不怕
前言
對于一名開發(fā)者來說，找出并處理掉Bug是不可或缺的能力。能夠熟練的調(diào)試程序?qū)⒋蟠筇嵘_發(fā)的效率。學好DeBug，再多Bug也不怕。Debug用來追蹤代碼的運行流程，通常在程序運行過程中出現(xiàn)異常，啟用Debug模式可以分析定位異常發(fā)生的位置，以及在運行過程中參數(shù)的變化。通常我們也可以啟用Debug模式來跟蹤代碼的運行流程去學習三方框架的源碼。
在Intellij IDEA中使用好Debug，主要包括如下內(nèi)容：
- Debug開篇
- 基本用法&快捷鍵
- 變量查看
- 計算表達式
- 智能步入
- 斷點條件設(shè)置
- 多線程調(diào)試
- 回退斷點
- 中斷Debug
一、DeBug開篇
首先看下IDEA中Debug模式下的界面。如下是在IDEA中啟動Debug模式，進入斷點后的界面，我這里是Windows，可能和Mac的圖標等會有些不一樣。就簡單說下圖中標注的8個地方：
- 以Debug模式啟動服務(wù)，左邊的一個按鈕則是以Run模式啟動。在開發(fā)中，我一般會直接啟動Debug模式，方便隨時調(diào)試代碼。
- 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(shè)置。
- Debug窗口：訪問請求到達***個斷點后，會自動激活Debug窗口。如果沒有自動激活，可以去設(shè)置里設(shè)置，如圖1.2。
- 調(diào)試按鈕：一共有8個按鈕，調(diào)試的主要功能就對應(yīng)著這幾個按鈕，鼠標懸停在按鈕上可以查看對應(yīng)的快捷鍵。在菜單欄Run里可以找到同樣的對應(yīng)的功能，如圖1.4。
- 服務(wù)按鈕：可以在這里關(guān)閉/啟動服務(wù)，設(shè)置斷點等。
- 方法調(diào)用棧：這里顯示了該線程調(diào)試所經(jīng)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，否則這里會有一大堆的方法。
[1] Variables：在變量區(qū)可以查看當前斷點之前的當前方法內(nèi)的變量。
[2] Watches：查看變量，可以將Variables區(qū)中的變量拖到Watches中查看
[圖1.1]
在設(shè)置里勾選Show debug window on breakpoint，則請求進入到斷點后自動激活Debug窗口。
[圖1.2]
如果你的IDEA底部沒有顯示工具欄或狀態(tài)欄，可以在View里打開，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。
[圖1.3]
在菜單欄Run里有調(diào)試對應(yīng)的功能。
[圖1.4]
二、基本用法&快捷鍵
Debug調(diào)試的功能主要對應(yīng)著圖一中4和5兩組按鈕：
1、首先說***組按鈕，共8個按鈕，從左到右依次如下：
[圖2.1]
- Show Execution Point (Alt + F10)：如果你的光標在其它行或其它頁面，點擊這個按鈕可跳轉(zhuǎn)到當前代碼執(zhí)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(nèi)部，一般用于進入自定義方法內(nèi)，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(nèi)退出到方法調(diào)用處，此時方法已執(zhí)行完畢，只是還沒有完成賦值。
- Drop Frame (默認無)：回退斷點，后面章節(jié)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，然后使用這個功能，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，后面章節(jié)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'：重新運行程序，會關(guān)閉服務(wù)后重新啟動程序。
- Update 'tech' application (Ctrl + F5)：更新程序，一般在你的代碼有改動后可執(zhí)行這個功能。而這個功能對應(yīng)的操作則是在服務(wù)配置里，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，因為后面已經(jīng)沒有斷點了。
- Pause Program：暫停程序，啟用Debug。目前沒發(fā)現(xiàn)具體用法。
- Stop 'xxx' (Ctrl + F2)：連續(xù)按兩下，關(guān)閉程序。有時候你會發(fā)現(xiàn)關(guān)閉服務(wù)再啟動時，報端口被占用，這是因為沒完全關(guān)閉服務(wù)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，后面章節(jié)會涉及到。
- Mute Breakpoints：啞的斷點，選擇這個后，所有斷點變?yōu)榛疑瑪帱c失效，按F9則可以直接運行完程序。再次點擊，斷點變?yōu)榧t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。
更新程序，On 'Update' actions，執(zhí)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后還要去重新啟動服務(wù)。如何激活JRebel，在***章節(jié)附上。
下面的On frame deactivation，在IDEA窗口失去焦點時觸發(fā)，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(shè)置Do nothing，頻繁切換會比較消耗資源的。
[圖2.3]
[圖2.4]
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，這里就簡單說下IDEA中可以查看變量的幾個地方，相信大部分人都了解。
1、如下，在IDEA中，參數(shù)所在行后面會顯示當前變量的值。
[圖3.1]
2、光標懸停到參數(shù)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]
[圖3.3]
3、在Variables里查看，這里顯示當前方法里的所有變量。
[圖3.4]
4、在Watches里，點擊New Watch，輸入需要查看的變量。或者可以從Variables里拖到Watche里查看。
[圖3.5]
如果你發(fā)現(xiàn)你沒有Watches，可能在下圖所在的地方。
[圖3.6]
[圖3.7]
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(diào)試過程中計算某個表達式的值，而不用再去打印信息。
[圖4.1]
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(shù)，也可以是方法，當你的一行代碼中調(diào)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]
2、設(shè)置變量，在計算表達式的框里，可以改變變量的值，這樣有時候就能很方便我們?nèi)フ{(diào)試各種值的情況了不是。
[圖4.3]
五、智能步入
想想，一行代碼里有好幾個方法，怎么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(nèi)部，但這兩個操作會根據(jù)方法調(diào)用順序依次進入，這比較麻煩。
那么智能步入就很方便了，智能步入，這個功能在Run里可以看到，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，并列出需要進入的方法，如圖5.2，點擊方法進入方法內(nèi)部。
如果只有一個方法，則直接進入，類似Force Step Into。
[圖5.2]
六、斷點條件設(shè)置
通過設(shè)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(shù)組時，在循環(huán)內(nèi)設(shè)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(shè)置當前斷點的條件，如圖6.1，我設(shè)置exist為true時斷點才生效。
[圖6.1]
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(shè)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臺，如圖6.3
勾選Evaluate and log，可以在執(zhí)行這行代碼是計算表達式的值，并將結(jié)果輸出到控制臺。
[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：實例過濾，輸入實例ID(如圖6.5中的實例ID)，但是我這里沒有成功，不知道什么原因，知道的朋友留個言。
Class filters：類過濾，根據(jù)類名過濾，同樣沒有成功....
Pass count：用于循環(huán)中，如果斷點在循環(huán)中，可以設(shè)置該值，循環(huán)多少次后停在斷點處，之后的循環(huán)都會停在斷點處。
[圖6.4]
[圖6.5]
4、異常斷點，通過設(shè)置異常斷點，在程序中出現(xiàn)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。然后輸入需要斷點的異常類，如圖6.7，之后可以在Java Exception Breakpoints里看到添加的異常斷點。
我這里添加了一個PointerException異常斷點，如圖6.8，出現(xiàn)空指針異常后，自動定位在空指針異常行。
[圖6.6]
[圖6.7]
[圖6.8]
七、多線程調(diào)試
一般情況下我們調(diào)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(fā)現(xiàn)在Debug的時候，想發(fā)起另外一個請求都無法進行了?
那是因為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(diào)試線程走完時才會走其它線程。可以在View Breakpoints里選擇Thread，如圖7.1，然后點擊Make Default設(shè)置為默認選項。
[圖7.1]
切換線程，在圖7.2中Frames的下拉列表里，可以切換當前的線程，如下我這里有兩個Debug的線程，切換另外一個則進入另一個Debug的線程。
[圖7.2]
八、回退斷點
在調(diào)試的時候，想要重新走一下流程而不用再次發(fā)起一個請求?
1、首先認識下這個方法調(diào)用棧，如圖8.1，首先請求進入DemoController的insertDemo方法，然后調(diào)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]
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(diào)用的開始處，在IDEA里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(diào)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(diào)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(diào)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(shù)/數(shù)據(jù)的狀態(tài)已經(jīng)改變了的是無法回退到之前的狀態(tài)的，如對象、集合、更新了數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)等等。
圖[8.2]
圖[8.3]
圖[8.4]
九、中斷Debug
想要在Debug的時候，中斷請求，不要再走剩余的流程了?
有些時候，我們看到傳入的參數(shù)有誤后，不想走后面的流程了，怎么中斷這次請求呢(后面的流程要刪除數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)呢....)，難道要關(guān)閉服務(wù)重新啟動程序?嗯，我以前也是這么干的。
確切的說，我也沒發(fā)現(xiàn)可以直接中斷請求的方式(除了關(guān)閉服務(wù))，但可以通過Force Return，即強制返回來避免后續(xù)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為Map，所以，我這里直接返回 results，來強制返回，從而不再進行后續(xù)的流程。或者你可以new HashMap<>。
[圖9.1]
[圖9.2]
