白话开发——Android Studio代码调试技巧篇

Posted 2020-07-18 江湖人称小白哥

android Studio目前已经成为开发Android的主要工具，用熟了可谓相当顺手。作为开发者，调试并发现bug，进而解决，可是我们的看家本领。正所谓，工欲善其事必先利其器，和其他开发工具一样，如Eclipse、Idea，Android Studio也为我们提供了强大的调试技巧，今天我们就来看看Android Studio中有关调试的技巧。

首先，来看看Android studio中为我们提供的调试面板（标准情况下）：

点击右上角Restore ‘Threads’View可先展示目前相关的线程信息：

android studio大体为我们提供了7个功能区：

1. 单步调试区
2. 断点管理区
3. 求值表达式
4. 线程帧栈区
5. 对象变量区
6. 变量观察区

下面我们分别对这七个区域进行介绍。

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单步调试区

该区提供了调试的主要操作，和你所熟知的一样的，主要有：Step over、step into、force step into、step out、drop frame。

Show Execution Point

点击该按钮,光标将定位到当前正在调试的位置.

Step Over

单步跳过，点击该按钮将导致程序向下执行一行。如果当前行是一个方法调用，此行调用的方法被执行完毕后再到下一行。比如当前代码是：

int num=10;
int min=Math.min(num,100);
System.out.println(min);

如果当前调试的是第二行，当点击step over时，Math.min（num,100)方法先执行完后跳到第三行.

Step Into

单步跳入，执行该操作将导致程序向下执行一行。如果该行有自定义的方法，则进入该方法内部继续执行，需要注意如果是类库中的方法，则不会进入方法内部。

Force Step Into

强制单步跳入，和step into功能类似，主要区别在于：如果当前行有任何方法，则不管该方法是我们自行定义还是类库提供的，都能跳入到方法内部继续执行

Drop Frame

没有好记的名字，大意理解为中断执行,并返回到方法执行的初始点,在这个过程中该方法对应的栈帧会从栈中移除.换言之,如果该方法是被调用的,则返回到当前方法被调用处，并且所有上下文变量的值也恢复到该方法未执行时的状态。简单的举例来说明：

public class DebugDemo {
    private String name = "default";

    public void alertName() {
        System.out.println(name);
        debug();
    }

    public void debug() {
        this.name = "debug";
    }

    public static void main(String[] args) {
        new DebugDemo().alertName();
    }
}

当你在调试debug（）时，执行该操作，将回调到debug（）被调用的地方，也就是alertName()方法。如果此时再继续执行drop frame，将回调到alertName（）被调用的地方，也就是main（）.

Force Run to Cursor

非常好用的一个功能,可以忽视已经存在的断点,跳转到光标所在处.举个简单例子说明下:

比如现在第10行,此时我想调试18行而又不想一步一步调试,能不能一次到位呢?我们只需要将光标定位到相应的位置,然后执行Force Run to Cursor即可:

Evaluate expression

点击该按钮会在当前调试的语句处嵌入一个交互式解释器，在该解释器中，你可以执行任何你想要执行的表达式进行求值操作。比如，我们在调试时执行到以下代码：

此时执行Evaluate Expression，就相当于在调试行之前嵌入了一个交互式解释器，那么在该解释器中我们能做什么呢？在这里，我们可以对result进行求值操作：对着你想要求值得位置点击鼠标右键，选择evaluate Expression.此时会显示如下：

在弹出的输入框中输入求值表达式，比如这里我们输入Math.min(result,50),如下图

点击执行，我们发现在Result中已经输出了结果，如下：

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断点管理区

Return

点击该按钮会停止目前的应用,并且重新启动.换言之,就是你想要重新调试时,可以使用该操作,嗯,就是重新来过的意思.

Pause Program

点击该按钮将暂停应用的执行.如果想要恢复则可以使用下面提到的Resume Program.

Resume Program

该操作有恢复应用的含义,但是却有两种行为:
1. 在应用处在暂停状态下,点击该按钮将恢复应用运行.
2. 在很多情况下，我们会设置多个断点以便调试。在某些情况下，我们需要从当前断点移动到下一个断点处，两个断点之间的代码自动被执行，这样我们就不需要一步一步调试到下一个断点了，省时又省力。举例说明：

public void test(){
    test1();
    ...
    test2();

}

假设我们分别在第2行和第4行添加了断点。如果此时我们调试在第2行，此时点击执行该操作，当前调试位置会自动执行到第4行，也就是第2到第4行之间的代码会自动被执行。

Stop

点击该按钮会通过相关的关闭脚本来终止当前进程.换言之,对不同类型的工程可能有不同的停止行为,比如:对普通的Java项目,点击该按钮意味着退出调试模式,但是应用还会执行完成.而在Android项目中,点击该按钮,则意味这app结束运行.

这里我们以一个普通的JAVA工程为例:

此时如果我们执行停止操作，发现程序退出调试模式，并正常执行完毕，Console中结果如下：

View Breakpoints

点击该按钮会进入断点管理界面，在这里你可以查看所有断点,管理或者配置断点的行为,如:删除，修改属性信息等：

Mute Breakpoints

使用该按钮来切换断点的状态:启动或者禁用.在调试过程中,你可以禁用暂时禁用所有的断点,已实现应用正常的运行.该功能非常有用,比如当你在调试过程中,突然不想让断点干扰你所关心的流程时,可以临时禁用断点.

Get thread dump

获取线程Dump,点击该按钮将进入线程Dump界面:

借此我们顺便介绍一下dump界面:
线程工具区中最常用的是,可以用来过滤线程,其他的不做解释了

解析来我们来认识一下线程的类型,表示为不同的图标:

线程状态描述	图标
Thread is suspended.
Thread is waiting on a monitor lock.
Thread is running.
Thread is executing network operation, and is waiting for data to be passed.
Thread is idle.
Event Dispatch Thread that is busy.
Thread is executing disk operation.

Settings

点击该按钮将打开有关设置的列表:

我们对其中的几个进行说明:

Show Values Inline

调试过程中开启该功能,将会代码右边显示变量值,即下图中红框所示部分:

Show Method Return Values

调试过程中启用该功能,将在变量区显示最后执行方法的返回值.举个例子来说,首先,关闭该功能,我们调试这段代码并观察其变量区:

开启该功能之后,再来观察变量区的变化:

继续往下调试:

继续往下调试:

这个功能简直是棒极了,在调试一段代码,并想看该代码中最后调用方法的最终结果时就非常有用了.

Auto-Variables Mode

开启这个功能后,idea的Debugger会自动评估某些变量,大概就是当你执行在某个断点时,Debugger会检测当前调试点之前或者之后的变量的状态,然后在变量区选择性输出.举个例子来说明,未开启该功能之前,变量区输出所有的变量信息:

开启之后,当你调试到第13行时,Debugger检测到num变量在之后没有被使用,那么在变量区就不会输出该变量的信息.

Sort values alphabetically

开启这个功能的化,变量区中的输出内容会按照按字母顺序进行排序,很简单,不常用,还是按照默认的顺序好.

Help

这个不用说了,有任何不明白的都可以查看官方帮助文档,这是我见到最好的文档之一.
其他几个操作:Settings,Pin,Close留给各位自己去使用.

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修改变量值

在调试过程中，我们可以方便的修改某个变量的值，如下：

在上图中，当前result的值经过计算为10，这里我们通过Set Value将其计算结果修改为100.

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变量观察区

该区域将显示你所感兴趣的变量的值。在调试模式下，你可以通过Add to Watches将某个变量添加到观察区，该值的变化将会在变量观察区显示。操作如下：

这里我们对name比较感兴趣，希望看到它的值的变化情况，因此我们将其“特殊关照”。需要注意，此时因为name是成员变量，因此在对象观察区也可看到该值。如果是局部变量，无疑只能用这种方式了。

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断点的分类

到目前为止，我们已经简单的介绍了调试功能区，断点管理区，求值表达式，这三个区域的功能。在上面，我们不断的提到了断点一次，但是断点是什么呢？想必大部分人已经知道了，我们这里在简单的说明下：

断点是调试器的功能之一，可以让程序暂停在需要的地方，帮助我们进行分析程序的运行过程。

在Android Studio中，断点又被以下五类：

1. 条件断点
2. 日志断点
3. 异常断点
4. 方法断点
5. 属性断点

其中方法断点是我们最熟悉的断点类型，相信没有人不会。下面我们着重介绍其他四种类型的断点。

条件断点

所谓的条件断点就是在特定条件发生的断点，也就是，我们可将某个断点设置为只对某种事件感兴趣，最典型的应用就是在列表循环中，我们希望在某特定的元素出现时暂停程序运行。比如，现在我们有个list中，其中包含了q，1q，2q,3q四个元素，我们希望在遍历到2q时暂停程序运行，那么需要进行如下操作：
在需要的地方添加断点，如下：

断点处左键单击，在Condition处填写过滤条件.此处我们只关心2q，因此填写s.equals("2q")

日志断点

该类型的断点不会使程序停下来，而是在输出我们要它输出的日志信息，然后继续执行。具体操作如下：
同样在断点处左键单击，在弹出的对话框中取消选中Suspend。

在弹出的控制面板中，选中Log evaluated expression，然后再填写想要输出的日志信息，如下：

当调试过程遇到该断点将会输出结果，如下：

异常断点

所谓的异常断点就是在调试过程中，一旦发生异常（可以指定某类异常），则会立刻定位到异常抛出的地方。比如在调试异常中，我们非常关注运行时异常，希望在产生任何运行异常时及时定位，那么此时就可以利用该类型异常，在上线之前，进行异常断点调试非常有利于减少正式环境中发生crash的几率。
具体操作如下：在Run菜单项中，选择View Breakpoints（也可以在断点管理面板中点击），如下：

在管理断点面板中，点击+

在弹出的下拉选择列表中，我们选择Java Exception Breakpoints

这里我们选中Search By Name,在下面的输入框中输入我们所关心的异常类型。此处我们关心NullPointerException，在调试过程一旦发生NullPointerException，调试器就会定位到异常发生处。

方法断点

（略过吧，应该没人不知道了）

Filed WatchPoint

Filed WatchPoint是本质上是一种特殊的断点，也称为属性断点：当我们某个字段值被修改的时候，程序暂停在修改处。通常在调试多线程时尤为可用，能帮我们及时的定位并发错误的问题。其使用和添加普通的断点并无不同，断点图标稍有不同

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调试的两种方式

到目前，调试的相关基础我们已经介绍完了，但是不少童鞋对Android Studio中这两个按钮感到困惑：Debug和Attach process。
这里我们就简单介绍一下这两者的区别：

• Debug：以调试模式安装运行，断点可以在运行之前设置，也可在运行后设置，是多数人最常用的调式方式
• Attach process：和Debug方式相比，能够将调试器attach到任何正在运行的进程。比如，我们可以通过attach process到想要调试的进程。然后，在需要的地方设置相关断点即可。

在具体调试过程，自行酌情选择即可。后面，我会带大家一步一步调试Android的Framework相关的源码。