Bug [lỗi] có thể là từ chương trình của bạn viết ra hoặc là từ chương trình mà bạn kế thừa từ người khác. Khi chương trình chạy và kết quả không phải là những gì mà bạn mong đợi, tức là đã có lỗi. Lỗi có thể do dự đoán của bạn đã bị sai hoặc là có gì đó phát sinh khi chương trình được thực thi mà bạn không lường trước được. Đôi khi chỉ cần nhìn vào source code là bạn tìm ra ngay nguyên nhân, nhưng khi cách đó không mang lại kết quả thì lúc này bạn cần phải Debug.
Debug [gỡ lỗi] là một kỹ năng nền tảng của lập trình viên. Mục đích chính của debug là để dò tìm lỗi [error] của chương trình, ngoài ra nó còn giúp lập trình viên hiểu rõ hơn cách chương trình hoạt động.
Có nhiều phương pháp để debug, thông thường chúng ta sử dụng các phương pháp sau:
Debug code Java trong Eclipse cũng giống như việc chạy một ứng dụng Java. Khi debug chúng ta có thể tạm ngưng [pause] chương trình để xem giá trị của các biến, từ đó biết được luồng chạy của chương trình, thậm chí là thay đổi giá trị của các biến. Đặc biệt debug được sử dụng để tìm kiếm bug, đây là một việc quan trọng trong phát triển phần mềm.
BreakPoint [điểm ngắt]: một BreakPoint trong mã nguồn xác định nơi thực thi của chương trình nên dừng lại trong quá trình gỡ lỗi. Một khi chương trình đã dừng, bạn có thể kiểm tra giá trị các biến, thay đổi nội dung,…
Trước khi đi vào chi tiết, hãy xem đoạn code bên dưới sẽ được sử dụng để minh họa các thao tác debug:
Xem thêm việc làm Tester chưa có kinh nghiệm hấp dẫn tại TopDev
Tạo BreakPoint
Để xác định điểm ngắt trong mã nguồn, bạn nhấp chuột phải vào lề trái trong trình soạn thảo Java và chọn Toggle Breakpoint. Hoặc bạn có thể nhấp đúp vào vị trí cần đánh dấu BreakPoint.
Ví dụ tôi thiết lập một BreakPoint tại dòng code số 6, ta có kết quả sau:
Start chương trình ở chế độ debug
Có thể thực hiện một trong các cách bên dưới để Start ở project ở chế độ debug trong Eclipse:
- Chọn menu Run -> Debug As -> Java Application.
- Click chuột phải vào class chứa phương thức main[] -> Debug As -> Java Application.
- Nhấn phím F11.
- Click vào button Debug trong thanh công cụ -> Debug As -> Java Application.
Nếu khung làm việc Debug không được mở, bạn có thể vào Window -> Perspective -> Open Perspective -> Others -> Debug.
Khung nhìn BreakPoint gồm có 5 cửa sổ nhỏ:
- Cửa sổ 1 [Debug]: hiển thị thông tin Class của dòng lệnh đang thực thi.
- Cửa sổ 2 [Variables/ BreakPoints, Expressions]: hiển thị giá trị các biến, hiển thị tất cả các BreakPoint đánh dấu của project, thiết lập các biểu thức [expression], điều kiện để đánh dấu BreakPoint.
- Cửa sổ 3 [Java Class]: cho phép thực hiện điều khiển thực hiện debug.
- Cửa sổ 4 [Outline]: hiển thị tên các biến, phương thức của class hiện đang thực thi, bạn có thể di chuyển nhanh đến vị trí của phương thức bằng cách click lên tên phương thức tương ứng.
- Cửa sổ 5 [Console]: hiển thị thông tin kết quả của câu lệnh System.out, System.error, … ra cửa sổ Console.
Các phím tắt để Debug Java project trong Eclipse
Eclipse cung cấp các nút trên thanh công cụ để kiểm soát việc thực hiện chương trình mà bạn đang debug. Bạn có thể sử dụng cho phép sử dụng phím tắt tương ứng để kiểm soát việc thực hiện này.
- F5 [Step Into]: nhảy vào phương thức đang debug.
- F6 [Step Over]: thực thi câu lệnh hiện tại và nhảy đến câu lệnh tiếp tiếp.
- F7 [Step Return]: thực thi câu lệnh hiện tại và quay lại lệnh đã gọi phương thức này.
- F8 [Resume]: thực thi câu lệnh hiện tại và nhảy đến breakpoint tiếp theo.
- Ctrl + F2 [Terminate]: kết thúc chế độ debug.
- Ctrl + Shift + B: đánh dấu/ hủy BreakPoint
- Ctrl + Shift + I: mở popup hiển thị thông tin giá trị biến được chọn.
Xem giá trị các biến trong khung debugger
Sau khi start chương trình ở chế độ debug, chương trình sẽ thực thi bình thường. Nếu gặp BreakPoint, chương trình sẽ dừng lại để cho phép bạn điều khiển và theo dõi. Như bạn thấy, chương trình sẽ dừng lại ở BreakPoint tại dòng code số 6:
Nhấn F6 để thực thi câu lệnh hiện tại và trỏ tới câu lệnh tiếp theo.
Để xem giá trị của biến, bạn thực hiện một trong các cách sau:
- Hover chột vào biến tương ứng.
- Bôi đen biến và nhấn tổ hợp phím Ctrl + Shift + I.
- Mở cửa sổ Variable.
Như bạn thấy hình trên, chương trình dừng tại dòng code số 7, khi bạn hover chuột lên biến student, bạn có thể thấy được giá trị của biến student.
Tại dòng code số 7, bạn có thể nhấn phím F5 để vào xem nội dụng của phương thức sayHello.
Như bạn thấy, hiện tại chương trình đã nhảy vào phương thức sayHello[]. Tại đây, bạn có thể nhấn phím F6 để chuyển sang dòng code kế tiếp, khi thực thi đến hết phương thức sayHello[], chương trình sẽ quay lại dòng code số 7.
Để quay lại dòng code số 7 mà không cần thực thi từng dòng lệnh [không nhấn phím F6], chúng ta sẽ nhấn phím F7, khi đó chương trình sẽ thực thi tất cả các câu lệnh còn lại phương thức sayHello[] và quay lại lệnh đã gọi phương thức này [tức là dòng code số 7].
Nhấn F8 để thực thi câu lệnh hiện tại và nhảy đến BreakPoint tiếp theo [nếu có]. Trong ví dụ của chúng ta là kết thúc chương trình.
Lưu ý: sau khi thực hiện debug xong, bạn có thể chuyển lại khung nhìn Java bằng cách click vào icon bên phải như sau:
Nếu không có các icon trên, bạn có thể vào menu chính -> Window -> Perspective -> Open Perspective -> Other -> chọn Debug hoặc Java hoặc Java EE.
Thay đổi/ gán giá trị biến trong lúc debug
Ví dụ thực hiện debug chương trình trên đến dòng code số 8, khi đó giá trị hello tại cửa sổ Variables của khung nhìn Debug như sau:
Chúng ta có thể thay đổi giá trị của biến hello bằng cách nhấp chuột vào value của biến hello, sau đó nhập giá trị mới. Ví dụ, tôi đổi giá trị “GP Coder” thành “gpcoder.com“:
Nhấn phím F8 để chương trình thực thi tiếp phần còn lại. Tại cửa sổ Console, bạn sẽ thấy giá trị “gpcoder.com” được hiển thị:
Xóa các BreakPoint hoặc hủy kích hoạt BreakPoint
Khung nhìn Breakpoints cho phép bạn xóa và hủy kích hoạt các BreakPoint. Để hủy kích hoạt một điểm ngắt, loại bỏ hộp kiểm tương ứng trong khung nhìn Breakpoints. Để xóa nó, bạn có thể sử dụng các nút tương ứng trong thanh công cụ.
Mở khung nhìn BreakPoint: Trên menu chính, chọn Window -> Show view -> Others -> BreakPoints
Như bạn thấy khung nhìn BreakPoint sẽ hiển thị tất cả các BreakPoint được đánh dấu trong chương trình của bạn. Trong hình trên, tôi đã đánh dấu 2 BreakPoint tại dòng code 6 và 16, khung nhìn view cũng thể hiện 2 BreakPoint này.
Trên đây là những hướng dẫn cơ bản nhất để thực hiện debug trong Java. Thao tác debug khá đơn giản nhưng rất quan trọng, mỗi lập trình viên đều cần biết và vận dụng nó để dễ dàng dò tìm lỗi, cũng như hiểu sâu hơn về cách hoạt động của chương trình. Tôi xin dừng bài viết ở đây, cám ơn các bạn đã quan tâm và theo dõi. Hẹn gặp lại ở các bài viết tiếp theo.
Remote Debug – Debug từ xa
Thế nào là Remote debug?
Thông thường, chúng ta debug ứng dụng trực tiếp trên IDE ở máy local, cụ thể chúng ta sẽ dùng Eclipse, IntelliJ, … để debug, chúng ta đặt BreakPoint và tiến hành debug. Nhưng vì một lý do nào đó, chúng ta không thể deploy project trên máy local bằng IDE mà phải deploy ứng dụng ở một máy khác hoặc trên server [remote]. Sau đó, chúng ta cũng vẫn sẽ debug ứng dụng đó bằng source code trên IDE của máy local. Đó chính là remote debug.
Remote debug [Debug từ xa] rất hữu dụng khi có những bug chỉ xảy ra trên một môi trường mà máy local không thể tái hiện được. Chẳng hạng như xảy ra trên môi trường staging, testing và thỉnh thoảng trên cả production.
Thực hiện Remote debug như thế nào?
Java cung cấp sẵn tính năng remote debug, chúng ta chỉ cần truyền vào thông số -Xdebug cho JVM lúc start chương trình. Sau đó, đặt BreakPoint và thực hiện debug như hướng dẫn ở phần trên. Chỉ khác biệt là khi chạy ứng dụng thì quá trình thì các dữ liệu của quá trình debug sẽ được JVM trên môi trường đang chạy đẩy về máy local thông qua qua socket trên một port đã định nghĩa lúc start JVM.
Ví dụ: chúng ta deploy ứng dụng của mình như sau:
java -Xdebug -Xrunjdwp:transport=dt_socket,suspend=n,server=y,address=8090 -jar gpcoder-app.jar
Trong đó:
- –Xdebug là lệnh dùng để enable tính năng remote debug.
- gpcoder-app.jar là ứng dụng được start.
- -Xrunjdwp:transport=dt_socket : ứng dụng publish message thông qua transport là socket và giao thức JDWP [Java Debug Wire Protocol]. Từ Java 5 trở đi, chúng ta có thể sử dụng -agentlib:jdwp thay cho -Xdebug và Xrunjdwp.
- server=y,address=8090: ứng dụng sẽ được debug ở server được deploy với port là 8090.
- suspend=n : JVM sẽ start ở chế độ suppend cho đến khi được debug.
Lưu ý: ứng dụng chạy ở chế độ remote debug sẽ bị ảnh hưởng đến performance, do đó chỉ sử dụng chế độ này khi thực sự cần thiết.
Debug như thế nào mới hiệu quả?
Nếu ta chịu khó debug chi tiết thì sẽ hiểu rõ hơn về hệ thống và biết được chương trình đang bị lỗi gì. Tuy nhiên, đôi khi chúng ta không có đủ thời gian để debug chi tiết từng dòng code. Dưới đây là một vài điểm giúp quá trình debug nhanh hơn, dễ phát hiện lỗi xảy ra hơn mà tôi muốn chia sẽ với các bạn: