使用 Eclipse 平台进行调试

使用 Eclipse 调试软件项目

通过本文了解如何使用 Eclipse 平台的内置功能来调试软件项目。调试是编程人员必须面对的工作。调试的方法有很多种,但是归根结底,就是找出有 bug 的代码。例如,Linux® 应用程序中最常见的一个错误就是段错误(segmentation fault)。在程序试图访问没有分配给它的内存时,会因为段越界而终止,这时就发生了这个错误。为了修复这类错误,需要找到触发错误的那行代码。找到出现问题的代码以后,了解发生错误的上下文、相关值、变量和方法也很有用。使用调试器找出这些信息非常简单。

Chris Aniszczyk, 软件工程师, EMC

Chris AniszczykChris Aniszczyk 是 IBM Lotus 的一名软件工程师,致力于与 OSGi 相关的开发。他是一个开放源码的爱好者,致力于 Gentoo Linux 发行版的工作,同时还是一些 Eclipse 项目(PDE, ECF, EMFT)的提交者。您可以随时与他 讨论 关于开放源码和 Eclipse 的问题。



Pawel Leszek (pawel.leszek@ipgate.pl), 独立软件顾问, 自由职业者

Pawel Leszek 是 Studio B 的一名作家,他是一位专长于 Linux/Win/Mac OS 系统体系结构和管理的独立软件顾问和作家。他具有许多操作系统、编程语言和网络协议方面的经验,尤其是 Lotus Domino 和 DB2 方面的经验。Pawel 还是 LinuxWorld 上一系列文章的作者,以及 PC World 波兰版的 Linux 专栏作家。Pawel 和他妻子以及可爱的小女儿住在华沙。欢迎提问并提出意见;您可以直接给作者发电子邮件(pawel.leszek@ipgate.pl)。



2007 年 5 月 31 日

编者注:Pawel Leszek 最初于 2003 年 5 月撰写了下文,后来由 Chris Aniszczyk 于 2007 年 4 月进行了更新。

Eclipse 调试器和 Debug 视图

Eclipse SDK 是针对 Java™ 开发工具(Java™ Development Tools,JDT)的项目,它具有一个内置的 Java 调试器,可以提供所有标准的调试功能,包括分步执行、设置断点和值、检查变量和值、挂起和恢复线程的功能。除此之外,还可以调试远程机器上运行的应用程序。Eclipse 平台很健壮,因为其他编程语言可以将该平台提供的调试工具用于各自的语言运行时。正如下文所示,同一个 Eclipse Debug 视图也可以用于 C/C++ 编程语言。

Eclipse 平台工作台及其工具是围绕 JDT 组件构建的,该组件为 Eclipse 提供了下列特性:

  • 项目管理工具
  • 透视图和视图
  • 构造器、编辑器、搜索和构建功能
  • 调试器

Eclipse 调试器本身是 Eclipse 内的一个标准插件集。Eclipse 还有一个特殊的 Debug 视图,用于在工作台中管理程序的调试或运行。它可以显示每个调试目标中挂起线程的堆栈框架。程序中的每个线程都显示为树中的一个节点,Debug 视图显示了每个运行目标的进程。如果某个线程处于挂起状态,其堆栈框架显示为子元素。

在使用 Eclipse 调试器之前,假定您已经安装了合适的 Java SDK/JRE(我推荐使用 Java VM V1.4)和 Eclipse Platform SDK V3.3,而且两者的运行都没问题。一般来说,先用 Eclipse 示例测试一下调试选项比较好。如果想开发和调试 C/C++ 项目,还需要获得并安装 C/C++ 开发工具(C/C++ Development Tools,CDT)。关于 Java SDK/JRE、Eclipse 平台和示例以及 CDT,请参阅 参考资源。 图 1 显示了 Debug 透视图的一般视图。

图 1. Eclipse Debug 透视图的一般视图
Eclipse Debug 透视图的一般视图

调试 Java 语言程序

在可以调试项目前,需要干净地编译和运行代码。首先,需要为应用程序创建一个运行配置,确保应用程序可以正确启动。然后,需要通过 Run > Debug 菜单以类似的方式设置调试配置。还需要选择一个类,将它作为调试的主 Java 类来使用(请参见图 2)。您可以按照自己的意愿为单个项目设置多个调试配置。当调试器启动时(从 Run > Debug),会在一个新的窗口中打开,这时就可以开始调试了。

图 2. 在调试配置中设置项目的主 Java 类
在调试配置中设置项目的主 Java 类

接下来,将讨论 Eclipse 中的一些常用调试实践。

设置断点

在启动应用程序进行调试时,Eclipse 会自动切换到 Debug 透视图。毫无疑问,最常见的调试步骤是设置断点,这样可以检查条件语句或循环内的变量和值。要在 Java 透视图的 Package Explorer 视图中设置断点,双击选择的源代码文件,在一个编辑器中打开它。遍历代码,将鼠标放在可疑代码一行的标记栏(在编辑器区域的左侧)上,双击即可设置断点。

图 3. 编辑器左侧看到的两个断点
编辑器左侧看到的两个断点

现在,从 Run > Debug 菜单启动调试会话。最好不要将多条语句放在一行上,因为会无法单步执行,也不能为同一行上的多条语句设置行断点。

图 4. 视图中左侧空白处的箭头指示当前正在执行的行
视图中左侧空白处的箭头指示当前正在执行的行

还有一个方便的断点视图来管理所有的断点。

图 5. 断点视图
断点视图

条件断点

一旦了解到错误发生的位置,您可能想要知道在程序崩溃之前,程序在做什么。一种方法就是单步执行程序的每行语句。一次执行一行,直到运行到可疑的那行代码。有时,最好只运行一段代码,在可疑代码处停止运行,在这个位置检查数据。还可以声明条件断点,它在表达式值发生变化时触发(请参见图 6)。除此之外,在输入条件表达式时,也可以使用代码帮助。

图 6. 设置条件断点触发器
设置条件断点触发器

计算表达式的值

为了在 Debug 透视图的编辑器中计算表达式的值,选择设置了断点的那行代码,在上下文菜单中,通过 Ctrl+Shift+I 或右键单击您感兴趣的变量(参见图 7)选择 Inspect 选项。在当前堆栈框架的上下文中会计算表达式的值,在 Display 窗口的 Expressions 视图中会显示结果。

图 7. 通过 Inspect 选项计算表达式的值
通过 Inspect 选项计算表达式的值

剪切活动代码

Display 视图允许您以剪切类型的方式处理活动代码(参见图 8)。要处理一个变量,在 Display 视图中输入变量名即可,视图会提示您一个熟悉的内容助手。

图 8. Display 视图
The Display view

当调试器停止在一个断点处时,您可以从 Debug 视图工具栏(参见图 9)中选择 Step Over 选项,继续调试器会话。该操作会越过高亮显示的那行代码,继续执行同一方法中的下一行代码(或者继续执行调用当前方法的那个方法的下一行代码)。执行上一步后发生改变的变量会用某种颜色高亮显示(默认是黄色)。颜色可以在调试首选项页面中改变。

图 9. 改变颜色的变量
改变颜色的变量

要在 Debug 视图中挂起执行线程,选择一个运行线程,单击 Debug 视图工具栏中的 Suspend。该线程的当前调用堆栈就会显示出来,当前执行的代码行就会在 Debug 透视图中的编辑器中高亮显示。挂起一个线程时,将鼠标放在 Java 编辑器中的变量上,该变量的值就会在一个小的悬停窗口中显示出来。此时,该线程的顶部堆栈框架也会自动选中,其中的可视变量也会在 Variables 视图中显示出来。您可以通过单击 Variables 视图中合适的变量名来检查变量。

热交换错误修正:动态代码修正

如果运行的是 Java 虚拟机(Java Virtual Machine,JVM)V1.4 或更高的版本,Eclipse 支持一个叫做热交换错误修正(Hotswap Bug Fixing)的功能,JVM V1.3 或更低的版本不支持该功能。该功能允许在调试器会话中改变源代码,这比退出应用程序、更改代码、重新编译、然后启动另一个调试会话更好。要利用该功能,在编辑器中更改代码后重新调试即可。由于 JVM V1.4 与 Java 平台调试器架构(Java Platform Debugger Architecture,JPDA)兼容,所以才有可能具备该功能。JPDA 实现了在运行的应用程序中替换经过修改的代码的功能。如果应用程序启动时间较长或执行到程序失败的地方时间很长,那么这一点特别有用。

如果在完成调试时,程序还没有全部执行一遍,在 Debug 视图的上下文菜单中选择 Terminate 选项。容易犯的一个错误是在调试器会话中使用 Debug 或 Run,而不是 Resume。这样做会启动另一个调试器会话,而不是继续当前会话。


远程调试

Eclipse 调试器提供了一个有趣的选项,可以调试远程应用程序。它可以连接到一个运行 Java 应用程序的远程 VM,将自己连接到该应用程序上去。使用远程调试会话与使用本地调试会话大致相同。但是,远程调试配置需要在 Run > Debug 窗口中配置一些不同的设置。需要在左侧视图中先选择 Remote Java Application 选项,然后单击 New。这样就创建了一个新的远程启动配置,会显示出三个选项卡:Connect、Source 和 Common。

在 Connect 选项卡的 Project 字段,选择在启动搜索源代码时要引用的项目。在 Connect 选项卡的 Host 字段,输入运行 Java 程序的远程主机的 IP 地址或域名。在 Connect 选项卡的 Port 字段,输入远程 VM 接收连接的端口。通常,该端口在启动远程 VM 时指定。如果想让调试器决定在远程会话中 Terminate 命令是否可用,可以选择 Allow termination of remote VM 选项。如果希望可以终止连接的 VM,则选择该选项。现在,在您选择 Debug 选项时,调试器会尝试连接到指定地址或端口的远程 VM,结果会在 Debug 视图中显示出来。

如果启动程序不能连接到指定地址的 VM,会出现一条错误信息。通常来说,是否可以使用远程调试功能完全取决于远程主机上运行的 Java VM。图 10 显示了一个远程调试会话的连接属性设置。

图 10. 设置一个远程调试会话的连接属性
设置一个远程调试会话的连接属性

调试其他语言

尽管 Java 语言是 Eclipse 使用的最广泛的语言,但是 Eclipse 是一个可扩展的平台,可以支持许多其他的语言。Eclipse 可以通过 C/C++ 开发工具(CDT)支持 C/C++ 。CDT 扩展了标准的 Eclipse Debug 视图,添加了调试 C/C++ 代码的功能,CDT Debug 视图可以在工作台中管理 C/C++ 项目的调试过程。CDT 中没有内部的调试器,但是它提供了一个 GNU GDB 调试器的前端,该调试器必须在本地可用。还有其他项目可以提供各自的调试器,例如 PHP 开发工具(PHP Development Tools ,PDT),请参见图 11。

图 11. PHP 调试器
PHP debugger

结束语

Eclipse 平台提供了一个内置 Java 语言调试器,它带有标准的调试功能,包括分步执行、设置断点和值、检查变量和值以及挂起和恢复线程功能。它还可以用来调试运行在远程机器上的应用程序。Eclipse 平台主要是一个 Java 开发环境,但是其中的 Eclipse Debug 视图还可以用于 C/C++、PHP 和许多其他的编程语言。


致谢

感谢 Tyler Anderson 绘制了图 11。

参考资料

学习

获得产品和技术

讨论

  • 查看 Eclipse CDT 新闻组,了解有关 C/C++ 调试的开发帮助。(选择该链接将启动默认的 Usenet 新闻阅读器应用程序,并打开 eclipse.tools.cdt。)
  • 查看 Eclipse ATF newsgroups,了解有关 JavaScript 调试的开发帮助。(选择该链接将启动默认的 Usenet 新闻阅读器应用程序,并打开 eclipse.webtools.atf。)
  • 查看 Eclipse platform newsgroups,提出有关调试以及 Eclipse 平台方面的问题。(选择该链接将启动默认的 Usenet 新闻阅读器应用程序,并打开 eclipse.platform。)
  • Eclipse Platform newsgroups 应该是您讨论有关 Eclipse 问题的第一站。(选择该链接将启动默认的 Usenet 新闻阅读器应用程序,并打开 eclipse.platform。)
  • Eclipse newsgroups 为对使用和扩展 Eclipse 感兴趣的人员提供了大量参考资料。
  • 通过参与 developerWorks blogs 加入 developerWorks 社区。

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ArticleTitle=使用 Eclipse 平台进行调试
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