IDEA优雅debug

引言
一、断点分类🎄
- 1.1 行断点
- 1.2 方法断点
- 1.3 属性断点
- 1.4 异常断点
- 1.5 条件断点
- 1.6 源断点
- 1.7 多线程断点
- 1.8 Stream断点
二、调试动作✨
三、Debug高级技巧🎉
- 3.1 watch
- 3.2 设置变量
- 3.3 异常抛出
- 3.4 监控JVM堆大小
- 3.5 数组过滤和筛选

引言

使用IDEA进行调试的基础知识和高级用法。调试(debug)是开发中最快解决问题的方式。详细介绍了IDEA中的四种基本断点类型，并介绍了8种不同类型的断点，包括条件断点、原断点、多线程断点、Stream断点等。通过这些断点，开发者可以更好地控制代码的运行流程，以找到问题所在。这些知识可以帮助开发者更高效地进行调试和排错。

一、断点分类🎄

1.1 行断点

在 IntelliJ IDEA 中，行断点（Line Breakpoint）是一种最常见的调试工具，用于在代码中的某一行设置一个中断点，以便调试程序时暂停执行，从而检查程序的状态。

使用

当你在调试模式下运行程序时，程序会在设置的断点处停止执行。

在调试过程中，你可以：

查看变量值：在“变量”窗口中查看当前的局部变量和全局变量的值。
检查堆栈：查看调用堆栈信息，了解程序执行的调用顺序。
控制程序流：使用工具栏中的控制按钮（如继续、单步执行等）来控制程序的执行流程。

1.2 方法断点

方法断点（Method Breakpoint）是 IntelliJ IDEA 中的另一种调试工具，用于在方法的入口或出口处暂停程序的执行。与行断点不同，方法断点无需指定具体的代码行，而是直接绑定到方法本身，在进入和退出方法都会在断点处被停止。

使用

触发时机：

方法断点可以在方法 调用时（入口） 或 方法返回时（出口） 暂停程序。
支持捕获方法的所有调用方，无论调用来自哪里。

适用场景：

调试一个方法被调用的频率或调用路径。
检查某方法的入参和返回值。
分析哪些地方调用了方法（特别是工具类或公共方法）。

性能开销：

方法断点性能较低，特别是高频调用的方法，可能导致调试器反应缓慢或程序变卡。因此，慎用方法断点。

1.3 属性断点

属性断点（Field Breakpoint 或 Watchpoint）是 IntelliJ IDEA 中的一种断点类型，专门用于监控某个字段（属性）的 值变化 或访问。当程序对指定的属性执行读取（Read）或写入（Write）操作时，调试器会暂停程序，允许你查看运行状态。

使用

触发时机：

读操作（Field Access）：当代码读取该字段的值时触发。
写操作（Field Modification）：当代码对该字段的值进行修改时触发。

适用场景：

检查属性的值何时被读取或修改。
排查意外的属性值变化问题（如多线程导致的值被修改）。
监控静态字段或常用的全局变量。

性能开销：

属性断点可能会对性能产生较大的影响，特别是高频访问的字段。因此，建议在调试时使用，调试结束后移除或禁用。

在属性处打上断点，并右键断点并勾选Field access，此时以debug模式运行，所有属性发生变化的方法中的行都会被拦截

1.4 异常断点

异常断点（Exception Breakpoint）是 IntelliJ IDEA 提供的一种调试工具，用于在程序抛出指定异常时自动暂停程序的执行，无论异常发生在何处。这对于排查未捕获异常或异常传播链是非常高效的工具，这个断点在排查报错抛异常时，非常好用！！！它可以捕获所有异常，也可以捕获指定异常（此处以最常见的空指针为例）

使用

触发时机：

当程序抛出指定异常时（无论是否被捕获）。
默认情况下，只在异常未被捕获（Uncaught）时触发，但可以配置为 在捕获时（Caught） 也暂停。

适用场景：

调试运行时异常（如 NullPointerException、IllegalArgumentException）。
追踪异常是如何发生的以及调用链。
排查捕获异常后处理逻辑的行为。

作用范围：

异常断点适用于整个应用，无需手动在每个方法中设置断点。

使用快捷键ctrl+shift+f8（部分机型为ctrl+shift+f8+fn）打开断点面板，点击左上角的"+"，添加Java Exception BreakPoint，再输入NullPointerException

此时，不用在代码中手动打断点，当出现空指针时，会自动定位到出现空指针的代码行

1.5 条件断点

条件断点（Conditional Breakpoint）是调试器中的一种高级功能，用于在断点设置的代码位置，只有满足指定条件时才会暂停程序的执行。这使得调试更加高效，因为你可以过滤掉不感兴趣的程序状态，聚焦于特定情况。

使用

触发条件：

断点会在指定的代码行被执行时，检查用户提供的条件表达式。
只有条件表达式的结果为 true 时，断点才会触发。

适用场景：

跟踪某一特定值时的代码行为。
排查循环中某些特定迭代的异常问题。
监控特定条件下的变量值或状态。

无干扰调试：

避免程序在每次执行断点时都暂停，只在条件满足时中断，减少不必要的干扰。

在你需要打打断点的代码行打上断点，右键，输入条件，当条件为true时，断点才会生效。

此处，在for循环中i等于5时，断点才会生效，否则继续执行。

1.6 源断点

设置这个断点，只需按住shift+鼠标左键，并设置需要输出的到控制台的变量

运行时，程序不会在断点处停止，但是会把设置的变量都打印到控制台。

1.7 多线程断点

多线程断点 是调试器在多线程环境中提供的一种功能，用于帮助开发者调试和分析多线程程序的行为。由于多线程程序中的代码会被多个线程并发执行，断点可能会在不同的线程上触发，调试起来相对复杂。

使用

线程相关性：

断点可以在特定线程上触发，也可以暂停所有线程。
可以查看和分析不同线程的调用堆栈和变量状态。

独立线程调试：

IDEA 允许你选择仅调试特定线程而不影响其他线程。

线程竞争分析：

配合条件断点和日志功能，可以分析线程间资源竞争和同步问题。

分别在两处多线程的代码行，打上断点，并右键断点选择Thread

开始运行时，可以手动切换线程运行顺序，以此模拟线程的轮询执行

1.8 Stream断点

在使用了Stream流式操作的语句上打上断点，此时我们先过滤大于5的数字，在过滤小于8的数字

点击菜单，选择Trace Current Stream Chain，此时将会展示整个流式操作处理。

二、调试动作✨

Step Over：一行一行的执行代码，不会进入方法中，但是方法中有断点时，会进入方法内的断点中
Force Step Over：一行一行的执行代码，和Step Over最大的区别时，就算方法中存在断点也不会进去。
Step Into：进入方法内部，外部jar包无法进入
Force Step Into：进入方法内部，也可以进入外部jar包
Smart Step Into：当一行代码中存在多个方法，比如方法嵌套，使用Smart Step Into可以任意选择进入想要进入的方法。
Step Out：当进入方法内部时，使用Step Out可以退出至方法调用处。
Setp Out of Block：当调试for循环或while循环时，可以使用它跳出循环
Run to Cursor：跳到鼠标光标所在处（相当于，鼠标在的位置打了断点），但是前一个执行到的位置和光标之间还有断点时，就会先跳转到中的断点处
Force Run to Cursor：强制跳到光标所在位置，哪怕前一个执行到的位置和光标之间还有断点时，也会直接跳到光标的位置（忽略中途的断点）
Force return：当debug时，想要结束运行，但是后面的代码仍然会执行（有插入数据的操作时，不想执行后面的插入数据的代码，又不想结束项目），这时可以使用它来强制返回，返回值为void时，直接结束，有返回时，直接输入null，返回空就行。
Resume Program：一直执行到下一个断点，直到程序结束或方法调用完成。