使用JDB调试Java程序

  • Z时代
  • 2024-01-10
  • 分类：综合

java

Java程序中有逻辑错误，就需要使用JDB来进行调试了。调试程序在IDE中很方便了，比如这篇博客介绍了在Intellj IDEA中调试Java程序的方法。

我们课程内容推荐在Linux环境下学习,有同学问如何在命令行下调试Java程序,我们就要使用JDB了。

学习建议：Linux Bash下打开三个标签页

我们提倡在Linux命令行下学习Java编程。学习时在Ubuntu Bash中通过Ctrl+Shift+T快捷键打开三个标签（tab），:一个使用vim编辑代码；一个使用javac, java(或ant, gradle...)编译运行代码；一个使用JDB调试代码。

如下图所示，这样就不用在一个窗口中进行编辑，编译运行和调试的切换了，能提高效率。

如上图， 我们在Linux Bash中输入 vim HelloJDB.java编辑调试示例代码：

1 public class HelloJDB {
2   public static void main(String[] args) {
3       int i = 5;
4       int j = 6;
5       int sum = add(i, j);
6       System.out.println(sum);
7           
8       sum = 0;
9       for(i=0; i< 100; i++)
10          sum += i;
11          
12      System.out.println(sum);
13  }
14      
15  public static int add(int augend, int addend){
16      int sum = augend + addend;
17      return sum;
18  }
19}

代码编辑完，我们按“:w”进行保存而不是“:wq”进行保存退出，这样在编译或调试中遇到问题就可以按Alt+1 进入第一个标签修代码了。

我们按Alt+2 进入第二个标签，使用javac -g -d bin src/HelloJDB.java对程序进行编译。注意javac中-g参数是为了产生各种调试信息，一定要加上，否则无法调试。

我们按Alt+3 进入第三个标签，使用jdb -classpath .:./bin HelloJDB对程序进行调试。

调试基础

调试程序先要学会设置断点，这样才能让程序停在你感觉有问题的代码处进行排查。学习调试我们要学会设置四种断点：

  • 方法断点

  • 行断点

  • 条件断点

  • 临时断点

我们在JDB中输入help可以查看命令列表：

上图中的stop in 用来设置方法断点，stop at 设置行断点。学习过程中要经常查看帮助文档。

上图汉化有个错误，stepi下面的下一步应该是next命令，这两个都是单步执行命令，我们后面会解释step和next的区别。

我们通过运行stop in HelloJDB.main命令在main方法开始处设置断点：

如上图，我们输入run命令来运行HellJDB.class,程序会在main()的开始处停下。

此时可以用locals命令查看变量，用step命令运行下一行代码：

看两条locals命令的结果，开始只有main方法的参数args,后面就有局部变量i,j的值了。

不使用locals命令，我们可以使用print或eval命令来查看变量的值：

我们可以使用list来查看运行到了源代码的什么位置，HelloJDB.class文件和HelloJDB.java不在同一个文件夹下，我们需要使用use或sourcepath指出源代码的位置，下图中的箭头指出代码运行到了哪一行：

大家注意上图是将要运行第五行，但还没有运行。还要注意，第五行是个方法调用。我们继续输入step和list,我们发现代码跳入16行方法体中了：

一般说来，调试时遇到方法调用，我们先看调用结果对不对，结果正确，说明方法没有问题，就不用进入方法体了； 方法调用结果不对，我们才需要进入方法体进行调试。单步跟踪命令next和step在执行一般语句时没有区别，在执行有方法调用的语句时，next会把方法执行完，step

会进入方法体。所以在调试时，单步执行我们要优先使用next，这样效率比较高。

现在已经进入方法体了，我们可以运行step up把方法执行完，返回调用处，后面执行一般语句，你发现next和step没有区别。

第九行和第十行是个循环，这两条语句单步执行起来有点费劲。

我们可以通过stop at HelloJDB：12在第12行设个断点，然后运行cont就会一下子把循环运行完并停在第十二行。cont是continue的缩写，功能是运行到下一个断点处停止。

我们可以用stop或clear命令查看设置的断点的情况。

其实这里最好用个临时断点，还有，如果第9行问题出在i=80处，我们就需要条件断点，可惜JDB不支持临时断点和条件断点。

我们使用quit或exit可以退出JDB。

类的调试

递归的学习

递归算法是一种直接或间接地调用自身的算法。在编写程序时，递归算法对解决一大类问题是十分有效的，它往往使算法的描述简洁而且易于理解。

递归用于解决形式相同，规模不同的问题，能用递归解决的问题都可以转化为循环。递归把一个大型复杂的问题层层转化为一个与原问题相似的规模较小的问题来求解，递归策略只需少量的程序就可描述出解题过程所需要的多次重复计算，大大地减少了程序的代码量。递归的能力在于用有限的语句来定义对象的无限集合。用递归思想写出的程序往往十分简洁易懂。

递归程序有两个要点：递归公式和结束条件。我们以求整数的阶乘为例：

有了公式，代码就容易写出来了：

  1 public class Factorial {
  2     public static void main(String [] args) {
  3         System.out.println(fact(5));
  4     }
  5
  6     public static int fact(int n) {
  7         if (n == 0)
  8             return 1;
  9         else
 10             return n * fact(n-1);
 11     }
 12 }

fact(5)的递推过程如下图：

我们设置好断点：

方法调用一次就会形成一个栈帧，我们在JDB中用where显示栈帧，用up,down可以在栈帧之间跳转。

大家用up,down 体会一下压栈，出栈：

多线程的调试

Java API的学习

JDB 不但是个好的调试工具，也是一个好的学习工具，可以让你了解程序的动态执行过程。

其他

JDB没有GDB那么强大，如果想使用GDB调试Java代码，以参考用GDB 调试Java程序 。

参考资料

  • JDB 官方帮助文档

  • Debug with jdb

  • Tutorial for jdb

  • JDB的简单使用

  • java jdb 命令行调试程序

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