Bug(俗称"八阿哥") 是软件开发绕不过的一道坎，因此调试便成了每位程序员一项必备的核心技能。调试不仅有助于理解程序的运行流程，还能改进代码质量，最终提高开发者解决问题的能力以及交付软件的品质。

本文旨在讨论 Java 调试关键技巧，同时也会介绍生产环境中调试 Java 的最佳实践。

0 调试 Java 项目

本节讨论 Java 项目调试中的常见概念与技巧，包括Breakpoint (断点)、Step filter (单步过滤器)、Drop to Frame (跳出函数到选定层)等。这些技术同样可以在复杂场景下使用。

条件断点

断点用来指定在调试过程中程序停止执行的位置。通过临时挂起执行过程，可以观察或修改字段与变量值。下面的内容虽然使用了 Eclipse进行演示，但是相关概念同样适用于其他 Java IDE。条件断点即设置成在满足特定条件时触发的断点，用来检查条件发生时程序的状态、调用堆栈及重要的变量值。

下面的示例对音乐专辑得分计算算术平均值：

假设有数百张专辑，可以在循环中设置条件断点 album.getRating().score == 0。当出现专辑得分为0时，程序就会停止执行。

其他断点类型

除了上面介绍的断点类型，不同的 Java IDE 还提供了其他类型的断点：

• 事件断点：与事件绑定，在遇到调试器能够识别的事件时触发；

• 字段断点：给定字段或表达式的值发生变化时，字段断点将停止正在执行的程序。调试时可以指定一个字段作为观察点，表达式读取、修改时停止执行；

• 方法断点 ：进入或退出指定方法时挂起程序，用来检查特定方法的进入或退出事件；

• 行断点：程序到达断点中设置的特定代码行时停止程序执行。

使用 Rookout 设置断点

Rookout 是一个创新的调试平台，在不停止或中断程序的情况下搜集调试数据。支持自定义断点触发条件。Rookout 提供的"断点状态"功能非常强大：在断点附近通过警告标志或 展示断点状态。

Rookout 有5种断点状态：

• Active (紫色, 实心)

• Pending (紫色, 空心)

• Warning (紫色, 实心, 带三角形)

• Error (紫色, 空心, 带三角形)

• Disabled (灰色, 空心)

"断点状态" 可以在查看日志或调试信息前就能对程序运行状况有所了解。

Step Filter (单步过滤器)

Step Filter 可以在调试中指定需要跳过的 package。在调试多个 class、第三方库或框架时非常好用。在 Eclipse 中可以通过 Window Preferences >>Java Debug >>Step Filtering 配置。

Drop to frame (跳出函数到选定层)

这种技术可以在调试期间选择并重新执行程序的一部分：指定程序调用堆栈中任意帧(frame)，在 Debug View 中点击 Drop-to-frame 按钮，调试器会从这里重新启动。Drop to frame 不会影响字段或现有数据，例如已写入数据库的记录。

1 远程调试

大多数 Java IDE 都支持 JVM 远程调试。设置调试参数如下：

Eclipse 用户需输入主机名 (hostname) 和端口号，如下图所示：

2 在生产环境调试 Java

现如今开发节奏越来越快，代码发布也是如此。无论测试流程如何严格，总会有漏网之鱼。当这些漏洞遇到生产中的实际数据，产生的压力随之飙升。因此，进行系统扩展的同时解决潜在的漏洞非常关键。

下面的策略可供每个 Java 开发者参考：

• 确定错误发生的时间；
• 评估错误的严重程度(优先级)；
• 筛选定位导致程序出错的状态；
• 接下来，跟踪并解决根本原因(root cause)；
• 最后，打补丁。

除了上面的五个步骤，还应当遵守下面这些生产环境最佳实践：

提高日志等级

大多数情况下，错误信息没有包含足够的上下文内容，因此调试时需要提升日志等级。完整的上下文内容可以有效地理解、定位和确定错误的根本原因。一种常见的方法，在每个线程的入口点生成 UUID。

理想情况下，可以按照以下格式设置线程名称：

这样，堆栈跟踪信息会以 “threadName: pool-7-thread-22, UUID: EB85GTA, MsgType: AnalyzeGraph, MsgID: 415669, 29/03/2020 04:44” 开头，比起 “pool-7-thread-22” 这样的名字更有意义。

集中日志

在应用程序生命周期各阶段尤其是生产阶段处理错误时，应优先考虑高效的日志记录机制。把会话中所有重要事件汇集到统一的日志服务器，不但能够降低调试的难度，而且在跟踪关键产品指标时，还可以帮助监视应用程序中发生错误的情况。

检查堆栈跟踪和其他日志

调试异常时，堆栈跟踪非常有用：它能帮助确定在程序崩溃时调用了哪些函数以及调用顺序。下面的代码使用 printStack() 方法打印异常堆栈：

输出结果：

复制实例

获取日志后，接下来最重要的是在复制场景(实例)。通常会创建一个与 IDE 调试类似的环境，便于分析与解决错误。

3 总结

Java 调试并不是开发者的噩梦。一点创造性思维加上合适的工具，开发者会更有信心、更加快速准确地识别、诊断和解决代码中的错误。