断点调试(debug)

一个实际需求

在开发中, 新手程序员在查找错误时, 这时老程序员就会温馨提示, 可以用断点调试，一步一步的看源码执行的过程，从而发现错误所在。
重要提示 : 在断点调试过程中，是运行状态，是以对象的 运行类型 来执行的

断点调试介绍

断点调试是指在程序的某一行设置一个断点, 调试时,程序运行到这一行就会停住, 然后可以一步一步往下调试调试过程中可以看各个变量当前的值，出错的话 , 调试到出错的代码行即显示错误 ,停下 .进而分析从而找到这个BUG

断点调试是程序员必须掌握的技能。
断点调试也能帮助我们查看java底层源代码的执行过程，提高程序员的Java水平。

断点调试的快捷健：

F7(跳入) F8(跳过) shift + F8(跳出) F9(resume ,执行到下一个断点)

F7 : 跳入方法内

F8 : 逐行执行代码

shift + F8 :跳出方法

断点调试应用案例

鼠标左击行的内容即可以在指定的位置下断点

右键选择debug

案例 1

com.edu.debug_ 包 Debug01.java

看一下变量的变化情况等

package com.edu.debug_;

public class Debug01 {
    public static void main(String[] args) {
        //演示逐行执行
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            sum =+ i;
            System.out.println("sum="+sum);
        }
        System.out.println("退出了for循环");
    }
}

设置好断点之后 ,右键debug执行之后 ,通过点击step over 可以实现逐行执行

当我们查看别人的代码 ,如果看不懂 ,可以通过debug的方法逐行执行 F8

案例 2

看一下数组越界的异常 Debug02.java

package com.edu.debug_;

public class Debug02 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1, 10, -1};
        for (int i = 0; i <= arr.length; i++) {
            System.out.println(arr[i]);
        }
        System.out.println("退出 for");
    }
}

通过debug的调试可以清楚的看到变量的值通过循环逐行执行不断地变化

同时我们还可以将鼠标指针放到变量上面点击加号 ,查看变量的详细信息

当代码执行到这里可以看到出现了错误 : 发现了一个无效的数组范围

再次执行报错了 ,因此我们就可以发现原因是出现了超出了范围的错误

案例 3

演示如何追源码，看看 java 设计者是怎么实现的。(提高编程思想)。

小技巧：将光标放在某个变量上，可以看到最新的数据。 Debug03.java

package com.edu.debug_;
import java.util.Arrays;

public class Debug03 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1, -1, 10, -20, 100};
        //我们看看 Arrays.sort 方法底层实现.->Debug
        Arrays.sort(arr);
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + "\t");
        }

    }
}

如果想要进入sort方法中可以输入快捷键F

可以发现不但数组被排序完成 ,而且在上方的数组右边可以看到发生变化的数组元素 ,以一种特别的颜色注释显示了出来

而为什么F7没有进入这个方法 ,这个时候我们可以通过 force step into 或者快捷键 alt+shift+F7

可以看到成功进入到了目标的源码中去了

另外一种解决方法就是通过配置的方式进行解决

点击 Setting - > Build ,Execution ,Deployment -> Debugger -> Stepping

将Do not step into the classes 中的java.* ,javax.* 取消勾选 , 其他的随意即可

接下来F7就可以成功进入其源码了

也就是说默认情况下是不让我们进入类中去的 ,因此我们需要自己去配置

此时进入到新的方法当中我们仍然还可以通过F7来继续深入到其中的方法中去

从这里进入之后

可以看到内部的代码量十分之多 ,同时这是一个双组快排的算法

而此时光标定位到了这个代码当中去之后 ,如果我们想要回到原来的主方法的时候 ,就可以一层层的再跳转回去

即 shift+F8跳出方法

或者点击这里的step out

当我们跳转回去的时候 ,可以看到sort方法已经执行完毕了 ,同时也可以继续逐行执行

这个过程有点类似递归

案例 4

演示如何直接执行到下一个断点 F9 resume。

小技巧: 断点可以在 debug 过程中，动态的下断点

package com.edu.debug_;
import java.util.Arrays;

//演示执行到下一个断点，同时支持动态的下断点.
public class Debug04 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1, -1, 10, -20, 100};
        //我们看看 Arrays.sort 方法底层实现.->Debug
        Arrays.sort(arr);
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + "\t");
        }
        System.out.println("hello100");
        System.out.println("hello200");
        System.out.println("hello300");
        System.out.println("hello400");
        System.out.println("hello500");
        System.out.println("hello600");
        System.out.println("hello700");
    }
}

在程序执行之前下两个断点

我们如果不想看中间执行的过程直接看下一个断点的执行内容就可以点击F9

也就是这个位置

可以看到代码不仅跳转到了下一个断点 ,同时也将中间的循环数组也执行完毕了

而如果我们想要直接执行到hello600的位置 ,那也是可以的 ,只需要在那一行代码上面下一个断点即可

同时我们不仅可以给自己写的代码添加断点 ,同时也可以给系统的JDK源码下断点

进入到系统的双轴快排源码中去

这里通过下断点 ,直接跳转到了这一行的代码中去

这种技巧对以后的多线程开发是十分有用的 ,查看代码对应的业务逻辑就可以使用这个debug调试方法

断点调试练习

DebugExercise.java

使用断点调试的方法 ,追踪下一个对象的创建过程 ,Person[name,age,构造器...]

我们使用断点调试 ,查看动态绑定机制的如何工作

package com.edu.debug_;

//debug对象创建的过程,加深对调试的理解
public class DebugExercise {
    public static void main(String[] args) {
        //创建对象的流程
        //1.加载Person类信息
        //2.初始化 默认属性初始化 ,显式初始化 ,构造器初始化
        //3.返回对象的地址
        Person jack = new Person("jack",20);
        System.out.println(jack);
    }
}
class Person{
    private String name;
    private int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}