第3章 在NetBeans中调试应用程序

在开发程序的时候，可能会出现各种错误，虽然编译器会帮助开发人员找到一些语法错误，但是对于一些逻辑错误或者算法上的错误，就只能利用NetBeans的调试技术进行分析和解决了。本章将讨论NetBeans如何调试应用程序、进行单步跟踪、查看本地变量等内容。

本章主要内容

● 设置和管理断点

● 如何执行单步跟踪

● “监视”窗口的使用

● 局部变量窗口

● 如何在调试时修改代码

本章亮点

● NetBeans各个类型断点的设置方法

● 各个调试窗口的使用

● 如何计算表达式

3.1 在NetBeans中调试应用程序

调试是检查应用程序是否存在错误的过程。可以通过在代码中设置断点和监视，然后在调试器中运行代码来完成调试过程。NetBeans集成开发环境使用Sun Microsystems JPDA调试器来调试程序。选择“运行”→“步入”命令或者按下快捷键F7，就可以进入调试会话界面。此时，程序会停止在代码的入口处，如图3-1所示。

另外，也可以选择“运行”→“运行至光标”命令或者按下快捷键F4，可以将程序运行到源代码编辑器中光标所在的位置并暂停程序。

在启动调试会话时，所有相关的调试器窗口都将自动出现在屏幕的底部。在“输出”窗口中会添加一个“调试器控制台”标签，用于显示来自当前会话调试器的消息，并包括指向源代码的超级链接。在“输出”窗口中可以使用如下的快捷菜单命令。

● “复制”命令：将选定文本复制到剪贴板。

● “查找”命令：在窗口中查找字符串。

● “查找下一个”命令：查找在“查找”中指定的搜索项的下一个出现位置。

● “自动换行”命令：如果选中该选项，文本将在窗口宽度位置换行。如果未选中，则必须扩展窗口以查看比窗口更宽的文本。

● “另存为”命令：提示您输入可以保存窗口内容的文件。

● “清除”命令：清除选定标签化窗口的内容。

● “关闭”命令：完全关闭“输出”窗口。

使用以下任何一种方式都可以关闭调试会话：

● 选择“运行”→“完成调试器会话”命令；

● 按下Shift + F5组合键；

● 单击“调试”工具栏中的“完成调试器会话”按钮。

3.2 设置和管理断点

断点是源代码中的标志，它会通知调试器停止执行程序。当程序在断点处停止时，开发人员可以执行诸如检查变量值和单步执行程序等操作。

3.2.1 断点类型

NetBeans中支持以下几种断点类型。

● 行断点：可以为某一个代码行设置断点，这样当运行到该行时就会中断程序的执行。

● 类断点：可以在将类装入虚拟机和/或从虚拟机中卸载类时中断程序的执行。

● 异常断点：可以在捕捉到特定异常、未在源代码中处理特定异常或遇到任何异常（无论程序是否处理错误）时中断程序的执行。

● 变量断点：可以在访问（例如，将变量作为参数来调用方法）或修改特定类和字段中的变量时中断程序的执行。

● 方法断点：每次执行该方法时都将中断程序的执行。

● 线程断点：可以在线程开始和/或停止时中断程序的执行。

说明：除了行断点之外，所有Java断点都是全局定义的，因此它们会影响所有集成开发环境项目（这些项目包含设置了断点的源）。例如，如果在某个项目中的com.mycompany. MyOkCancelDialog上设置了类断点，则在其他项目（包含该类）的调试会话期间，集成开发环境每次遇到该类时都会停止执行。

如果已经设置了断点，对于主项目，可以选择“运行”→“调试主项目”命令或者按下快捷键F5进入调试会话，程序将中断在遇到的第一个断点的位置。

对于非主项目，可以在“项目”窗口中右键单击该项目，然后选择弹出菜单中的“调试项目”命令进入调试会话，程序将中断在遇到的第一个断点的位置。

对于某个文件，可以在“项目”窗口中选择任何可运行的文件，然后选择“运行”→“运行文件”→“调试<选中的文件名>”命令或者按下Ctrl + Shift + F5组合键进入调试会话，程序将中断在遇到的第一个断点的位置。

3.2.2 添加行断点

行断点的设置比较简单。在源代码编辑器中单击要设置断点行的左边距，或者按Ctrl + F8组合键。添加断点后，设置断点的行会以红色突出显示，并在左边距中显示一个的红色的方框，如图3-2所示。再次单击该行的左边或者按Ctrl + F8组合键将取消该断点。

3.2.3 添加类断点

如果要设置除了行断点以外的其他类型的断点，可以在源代码编辑器中选择要设置断点的代码元素。例如，如果要在类MyOkCancelDialog上设置类断点，请在类声明中选择该类名。然后，选择“运行”→“新建断点”命令或者按下Ctrl+Shift+F8组合键，打开“新建断点”对话框，如图3-3所示。

添加类断点的各个参数说明如下：

● “调试器”下拉列表框：选择调试器的类型，如果是调试Java程序，应该选择Java调试器。

● “断点类型”下拉列表框：说明当前的断点类型为类断点。如果要设置为其他的断点类型，可以通过下拉列表框进行选择。

● “类名”文本框：用于指定为哪个类（包含包名的全路径）设置类断点。

● “停止条件”下拉列表框：用于指定触发断点的操作，可以有如下的选项。

类装入：将类加载到虚拟机时触发断点的操作。

类卸载：从虚拟机卸载类时触发断点的操作。

类装入和卸载：将类加载到虚拟机时或者从虚拟机卸载类时触发断点的操作。

● “排除类”复选框：选中该复选框后，可以在后面的文本框中输入要排除的类。被排除的类中的断点将会被排除，即不会在这些断点处暂停执行。

● “进行命中计数时中断”复选框：选中该复选框可以在后面指定断点触发的频率和时间。例如调试一个循环语句时，如果不希望每个循环都触发断点，可以使用该选项，设置循环执行100次以后才会触发断点。

● “暂停”下拉列表框：指定到达断点时调试的程序中要暂停的线程，可以有如下的选项。

无线程（继续）：将继续执行。

所有线程：所用线程都将暂停执行。

断点线程：到达断点时的当前线程暂停执行。

● “打印文本”文本框：将在“输出”窗口的“调试器控制台”视图中打印指定的消息。这里将打印类断点的类名。打印消息中可以使用特殊的标记，表示特殊的含义。标记的定义以及使用方法如表3-1所示。其中 或文本表示可将标记用于该断点类型。 表示该标记不能用于该断点类型。

3.2.4 添加方法断点

在源代码编辑器中，选择要设置断点的方法，然后，选择“运行”→“新建断点”命令或者按下Ctrl+Shift+F8组合键，打开“新建断点”对话框，如图3-4所示。

添加方法断点的参数和类断点参数基本一致。如果选中“给定类的所有方法”复选框，则会将断点应用于指定类的所有方法。如果取消该复选框，则要在“方法名称”文本框中输入断点的方法名称。

3.2.5 添加异常断点

在如图3-3所示的“新建断点”对话框中，从“断点类型”下拉列表中选择“异常”选项，创建一个异常断点，如图3-5所示。

其中，“操作”复选框中各个参数的含义请参考第3.2.3节关于添加类断点的参数说明。其他添加异常断点的参数说明如下。

● “异常类名”文本框：选择或者输入要设置异常断点的异常类或异常超类的名称。

● “停止条件”下拉列表框：指定触发断点的操作，可以有如下的选项。

捕捉到：仅在捕捉到异常时中断程序的执行。

未捕捉到：仅在未捕捉到异常时中断程序的执行。

捕捉到或未捕捉到：所有异常处都中断程序的执行。

● “过滤抛出异常的类”复选框：选中该复选框，可以过滤触发异常断点的类。此时，可以在下面的“匹配类”文本框中输入允许触发异常断点的类，只有输入的这些类中的异常断点才会被触发。当然，也可以在“排除类”文本框中输入希望排除的类名字，这些被排除的类中的异常断点将不会被触发。

3.2.6 添加线程断点

在如图3-3所示的“新建断点”对话框中，从“断点类型”下拉列表中选择“线程”选项，创建一个线程断点，如图3-6所示。

在“停止条件”下拉列表框用于指定触发断点的操作，可以选择如下的选项。

● 线程开始：在线程开始时触发断点。

● 线程停止：在线程停止时触发断点。

● 线程开始或停止：既在线程开始时触发断点，又在线程停止时触发断点。

3.2.7 添加字段断点

在源代码编辑器中，选择要设置断点的字段，然后，选择“运行”→“新建断点”命令或者按下Ctrl+Shift+F8组合键，打开“新建断点”对话框，如图3-7所示。

其中，“操作”分组框中各个参数的含义请参考第3.2.3节关于添加类断点的参数说明。其他添加异常断点的参数说明如下。

● “类名”文本框：包含字段（该字段要被设置为字段断点）的Java类文件全路径名。也可使用星号作为类名。例如，如果将java.lang指定为包名，并将*作为类名，则断点将会应用于java.lang包的所有类。

● “字段名”文本框：要设置字段断点的字段的名字。

● “停止条件”下拉列表框：指定触发断点的时间，可以有如下的选项。

字段访问：查询字段时，将中断程序的运行。

字段修改：修改字段时，将中断程序的运行。

字段访问或修改：在查询或者修改字段时，都会中断程序的运行。

3.2.8 断点的管理

NetBeans集成开发环境提供了“断点”窗口，以便于对断点进行管理。选择“窗口”→“调试”→“断点”命令或者按下Alt + Shift + 5组合键，打开“断点”窗口，如图3-8所示。

在名称列表中，列出了所用的断点。选中某个断点，然后单击右边的启用列，可以禁止或者启用某个断点。另外，在“断点”窗口中右键单击某个断点，然后选择弹出菜单中的“启用”或“禁用”命令也可以启用或者禁止某个断点。在“断点”窗口中单击右键，然后选择弹出菜单的“全部启用”或“全部禁用”命令则可以启用或者禁止全部的断点。

“断点”窗口弹出菜单中的“定制”命令可以打开“定制断点”对话框，对断点进行修改。“定制断点”对话框和“新建断点”对话框基本一样，请读者参考“新建断点”对话框的使用方法。

“断点”窗口弹出菜单中的“设置组名称”命令可以打开“设置断点组的名称”对话框，如图3-9所示。

在“组名称”文本框中输入任何的组名字，单击“确定”按钮就可以把一个断点分到这个组中。如果在集成开发环境中设置了很多断点，则可以将这些断点归到不同的组，这样就可以将它们作为一个单元进行启用、禁用和删除操作。图3-10 是对断点进行了简单分组后的显示界面。

3.3 单步执行

实际开发中，断点一般都要和单步执行配合进行调试。NetBeans提供了如下的几种单步执行方法。

● 越过：单步执行一行源代码，如果源代码行包含调用，则执行整个例程而不单步执行单个指令。

● 步入：单步执行一行源代码。如果源代码行包含调用，则进入该调用例程，在执行例程的第一条语句之前停止。如果用“步入”方法启动调试会话（即选择“运行”→“步入”命令），程序会在main入口方法的第一行停止执行。

● 步出：单步执行一行源代码。如果源代码行是某个例程的一部分，则会执行该例程的其余各行，然后停止在调用该例程的行。

在调试过程中，这三种方法需要互相配合使用。例如，图3-11所示的调试会话中，执行越过命令，代码将停止在第27行。注意，如果此时仍然执行越过操作，则会执行到第28行。这里需要查看getReturnStatus方法内部的执行情况，因此执行步入命令，代码将停止在第35行。在检查完getReturnStatus方法后，执行步出命令，程序将会返回第27行。

表3-2给出了不同单步调试方法的执行方法。

说明：在调试会话中，如果选择“运行”→“继续”命令（快捷键Ctrl + F5），或者选择“调试”工具栏中的“继续”按钮 ，则会继续执行代码一直到程序结束或者遇到下一个断点。

3.4 查看变量和表达式的值

在进行调试的时候，有时候需要知道变量和表达式的值，以确认执行得是否正确。NetBeans的调试会话支持查看变量和表达式的值。

3.4.1 在代码编辑器中直接查看

调试会话中，在程序中断执行后，如果把鼠标放在某个变量的上面，就可以显示该变量的值，如图3-12所示。

如果要查看某个表达式的值，则可以选中这个表达式，然后把鼠标放在选中的表达式上。此时会显示表达式以及表达式的值，如图3-13所示。

3.4.2 使用“监视”窗口查看

NetBeans还支持创建监视，通过监视在程序执行期间跟踪变量或表达式值的变化。创建监视通过“新建监视”对话框实现，如图3-14所示。下面的三种方式都可以打开“新建监视”对话框：

● 在源代码编辑器中选择变量或表达式，单击鼠标右键，然后选择弹出菜单中的“新建监视”命令；

● 按下Ctrl + Shift + F7组合键；

● 选择“运行”→“新建监视”命令。

在“监视表达式”文本框中输入要被监视的表达式，然后单击“确定”按钮，表达式将被添加到“监视”窗口，如图3-15所示。

“监视”窗口列出了变量和表达式的全部监视。默认情况下，“监视”窗口将在每次启动调试会话时自动打开。也可以通过选择“窗口”→“调试”→“监视”命令来打开“监视”窗口。

在调试会话时，“监视”窗口中的变量和表达式的值会随着代码的执行而改变。当更改当前上下文时，“监视”窗口将进行更新，以显示对应于该上下文的监视值。

“监视”窗口的上下文菜单中，“删除”命令用于从“监视”窗口中删除选定的监视；“全部删除”命令用于从“监视”窗口中删除所有的监视；“属性”命令会打开一个对话框，修改监视表达式。

3.4.3 使用“局部变量”窗口查看

NetBeans的“局部变量”窗口列出了当前调用中的局部变量，如图3-16所示。默认情况下，“局部变量”窗口将在每次启动调试会话时自动打开。也可以通过选择“窗口”→“调试”→“局部变量”命令来打开“局部变量”窗口。

“局部变量”窗口中列出了每个局部变量的名称、类型和值。可以单击名称左边的控件展开或折叠变量。如果对象类型以带下画线的蓝色文本显示，则单击文本将跳转至源代码中的对象类型。单击“值”单元格可以直接在“局部变量”窗口中编辑值。

3.5 计算表达式

在调试会话中，还可以计算一些代码中不存在的表达式。NetBeans会根据当前上下文会话中相关变量的值计算出表达式的值。当调试会话上下文发生变化后，表达式的值也会随着变化，以反映最新的值。

在调试会话中，选择“运行”→“计算表达式”命令或者按下Ctrl + F9组合键，打开“计算表达式的值”对话框，如图3-17所示。这里输入表达式“returnStatus==0”，然后单击“求值”按钮。此时会在“结果”列表中显示计算的结果。单击“监视”按钮则会在“监视”窗口中添加表达式的监视。

“计算表达式的值”对话框可以计算任何表达式的值，以查看当前方法的局部变量、类变量以及方法调用的值。如果计算的方法会更改全局变量，在调试会话中也会更改该全局变量的值。

3.6 在调试模式修改代码

NetBeans集成开发环境中可以支持在会话模式修改代码，并且在不退出调试会话的情况下进行编译并重新装载更新后的代码。在调试会话时，添加如图3-18所示的第230 行代码，然后选择“运行”→“应用代码更改”命令。

NetBeans会重新编译代码，并装载更新后的代码。在“输出”窗口中将添加一个新的标签，并显示代码修改的过程，如图3-19所示。

3.7 NetBeans的调试窗口

在前面几节中已经介绍了一个NetBeans调试窗口的使用方法，下面介绍其他几个调试窗口的使用，包括“类”窗口、“调用栈”窗口、“线程”窗口、“会话”窗口和“源”窗口。

3.7.1 “装入的类”窗口

“装入的类”窗口显示已装入虚拟机中所有类的分层结构，此虚拟机承载当前调试的程序。“类”窗口的内容取决于当前上下文。更改当前会话时，“类”窗口将更新以显示该会话的类。可通过选择“窗口”→“调试”→“装入的类”命令来打开“装入的类”窗口，如图3-20所示。

在“装入的类”窗口中，双击某个类可以打开实例窗口，如图3-21所示。在这个窗口中可以查看类的字段、引用实例等内容。

3.7.2 “调用栈”窗口

“调用栈”窗口列出了执行当前线程期间的调用序列。可通过选择“窗口”→“调试”→“调用栈”命令或者按下Alt + Shift + 3组合键打开“调用栈”窗口，如图3-22所示。

“调用栈”窗口中，每个调用提供的信息包括：调用名称和调用当前执行语句的行号。如果文件名和行号显示为带下画线的蓝色文本，则表示文本将链接到该调用的源代码。

标有 图标的线程是当前线程最近执行的调用。在“调用栈”窗口中双击某个调用，或者选择某个调用上下文菜单的“激活”命令，会激活该调用，同时调用的图标会变为。

选择“运行”→“栈”→“弹出最顶层调用”命令，将调用从调用栈中删除。程序计数器被移动到执行删除调用指令的前一行。如果源代码可用，源代码编辑器的焦点将置于该行。继续执行程序时，会重复该调用。

在“调用栈”窗口中，右键单击想要保留在调用栈顶层的调用，然后选择弹出菜单中的“弹出到此处”命令，将会从调用栈中删除选定调用之上的所有调用。程序计数器被移动到执行删除调用指令的前一行。如果源代码可用，则将源代码编辑器的焦点设置为该行。继续执行程序时，会重复该调用。

3.7.3 “线程”窗口

在当前会话中创建的所有线程都将显示在“线程”窗口中。对于Java应用程序来说，此列表还包括应用程序中的线程组。选择“窗口”→“调试”→“线程”命令或者按下Alt + Shift +7组合键，打开“线程”窗口，如图3-23所示。

在任何给定时间，都只有一个线程是当前线程，当前线程的图标为。默认情况下，当前线程是当前会话内调试器从中获得控制的线程。在“线程”窗口中，双击任何线程，或者选择线程上下文菜单的“激活”命令，都可以将线程设置为当前线程。

如果需要暂停某一线程，可以在“线程”窗口中右键单击该线程，然后选择“暂停”命令；如果需要恢复某一线程的执行，可以在“线程”窗口中右键单击该线程，然后选择“恢复”命令。

在“线程”窗口中右键单击某个线程，然后选择“转至源”命令，会在源代码编辑器中打开对应的代码。

3.7.4 “会话”窗口

“会话”窗口列出当前在NetBeans集成开发环境中运行的调试会话。选择“窗口”→“调试”→“会话”命令，可以打开“会话”窗口，如图3-24所示。

“会话”窗口的“状态”列中，给出了会话的状态，可有如下几种状态。

● 正在启动：程序正在启动。不能对应用程序进行暂停、恢复或单步执行。

● 运行：被调试的应用程序已经启动，并正在执行指令。

● 已停止：因为遇到断点、已将应用程序暂停或执行了步骤命令（步入、越过、步出或运行至光标处），所以应用程序暂停。

3.7.5 “源”窗口

“源”窗口中列出了调试器可能会使用的源代码文件。选择“窗口”→“调试”→“源”命令，可以打开“源”窗口，如图3-25所示。

“源”窗口中的“用于调试”列中列出了哪些源代码是用于调试的，哪些不是。可以通过单击该列来修改这些属性。

3.8 小结

调试技术是程序开发中必不可少的技术，可以帮助开发人员迅速找到问题。由于在后续章节的学习中，都有可能进行代码调试，因此提前进行介绍。

本章介绍了在NetBeans中的调试技术，主要包括调试会话中各个调试窗口的使用方法。通过本章的学习，应该掌握如下的内容：

● 断点的类型以及断点的设置和管理方法

● 如何进行单步跟踪程序

● 如何查看变量和表达式的值