Bug(俗稱"八阿哥") 是軟件開發繞不過的一道坎，因此調試便成了每位程序員一項必備的核心技能。調試不僅有助于理解程序的運行流程，還能改進代碼質量，最終提高開發者解決問題的能力以及交付軟件的品質。

本文旨在討論 Java 調試關鍵技巧，同時也會介紹生產環境中調試 Java 的最佳實踐。

0 調試 Java 項目

本節討論 Java 項目調試中的常見概念與技巧，包括Breakpoint (斷點)、Step filter (單步過濾器)、Drop to Frame (跳出函數到選定層)等。這些技術同樣可以在復雜場景下使用。

條件斷點

斷點用來指定在調試過程中程序停止執行的位置。通過臨時掛起執行過程，可以觀察或修改字段與變量值。下面的內容雖然使用了 Eclipse進行演示，但是相關概念同樣適用于其他 Java IDE。條件斷點即設置成在滿足特定條件時觸發的斷點，用來檢查條件發生時程序的狀態、調用堆棧及重要的變量值。

下面的示例對音樂專輯得分計算算術平均值：

假設有數百張專輯，可以在循環中設置條件斷點 album.getRating().score == 0。當出現專輯得分為0時，程序就會停止執行。

其他斷點類型

除了上面介紹的斷點類型，不同的 Java IDE 還提供了其他類型的斷點：

• 事件斷點：與事件綁定，在遇到調試器能夠識別的事件時觸發；

• 字段斷點：給定字段或表達式的值發生變化時，字段斷點將停止正在執行的程序。調試時可以指定一個字段作為觀察點，表達式讀取、修改時停止執行；

• 方法斷點 ：進入或退出指定方法時掛起程序，用來檢查特定方法的進入或退出事件；

• 行斷點：程序到達斷點中設置的特定代碼行時停止程序執行。

使用 Rookout 設置斷點

Rookout 是一個創新的調試平臺，在不停止或中斷程序的情況下搜集調試數據。支持自定義斷點觸發條件。Rookout 提供的"斷點狀態"功能非常強大：在斷點附近通過警告標志或 展示斷點狀態。

Rookout 有5種斷點狀態：

• Active (紫色, 實心)

• Pending (紫色, 空心)

• Warning (紫色, 實心, 帶三角形)

• Error (紫色, 空心, 帶三角形)

• Disabled (灰色, 空心)

"斷點狀態" 可以在查看日志或調試信息前就能對程序運行狀況有所了解。

Step Filter (單步過濾器)

Step Filter 可以在調試中指定需要跳過的 package。在調試多個 class、第三方庫或框架時非常好用。在 Eclipse 中可以通過 Window Preferences >>Java Debug >>Step Filtering 配置。

Drop to frame (跳出函數到選定層)

這種技術可以在調試期間選擇并重新執行程序的一部分：指定程序調用堆棧中任意幀(frame)，在 Debug View 中點擊 Drop-to-frame 按鈕，調試器會從這里重新啟動。Drop to frame 不會影響字段或現有數據，例如已寫入數據庫的記錄。

1 遠程調試

大多數 Java IDE 都支持 JVM 遠程調試。設置調試參數如下：

Eclipse 用戶需輸入主機名 (hostname) 和端口號，如下圖所示：

2 在生產環境調試 Java

現如今開發節奏越來越快，代碼發布也是如此。無論測試流程如何嚴格，總會有漏網之魚。當這些漏洞遇到生產中的實際數據，產生的壓力隨之飆升。因此，進行系統擴展的同時解決潛在的漏洞非常關鍵。

下面的策略可供每個 Java 開發者參考：

• 確定錯誤發生的時間；
• 評估錯誤的嚴重程度(優先級)；
• 篩選定位導致程序出錯的狀態；
• 接下來，跟蹤并解決根本原因(root cause)；
• 最后，打補丁。

除了上面的五個步驟，還應當遵守下面這些生產環境最佳實踐：

提高日志等級

大多數情況下，錯誤信息沒有包含足夠的上下文內容，因此調試時需要提升日志等級。完整的上下文內容可以有效地理解、定位和確定錯誤的根本原因。一種常見的方法，在每個線程的入口點生成 UUID。

理想情況下，可以按照以下格式設置線程名稱：

這樣，堆棧跟蹤信息會以 “threadName: pool-7-thread-22, UUID: EB85GTA, MsgType: AnalyzeGraph, MsgID: 415669, 29/03/2020 04:44” 開頭，比起 “pool-7-thread-22” 這樣的名字更有意義。

集中日志

在應用程序生命周期各階段尤其是生產階段處理錯誤時，應優先考慮高效的日志記錄機制。把會話中所有重要事件匯集到統一的日志服務器，不但能夠降低調試的難度，而且在跟蹤關鍵產品指標時，還可以幫助監視應用程序中發生錯誤的情況。

檢查堆棧跟蹤和其他日志

調試異常時，堆棧跟蹤非常有用：它能幫助確定在程序崩潰時調用了哪些函數以及調用順序。下面的代碼使用 printStack() 方法打印異常堆棧：

輸出結果：

復制實例

獲取日志后，接下來最重要的是在復制場景(實例)。通常會創建一個與 IDE 調試類似的環境，便于分析與解決錯誤。

3 總結

Java 調試并不是開發者的噩夢。一點創造性思維加上合適的工具，開發者會更有信心、更加快速準確地識別、診斷和解決代碼中的錯誤。