什么是堆栈跟踪,我如何使用它来调试我的应用程序错误?

新手上路,请多包涵

有时当我运行我的应用程序时,它会给我一个看起来像这样的错误:

 Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
        at com.example.myproject.Book.getTitle(Book.java:16)
        at com.example.myproject.Author.getBookTitles(Author.java:25)
        at com.example.myproject.Bootstrap.main(Bootstrap.java:14)

人们将此称为“堆栈跟踪”。 什么是堆栈跟踪? 它能告诉我关于程序中发生的错误的什么信息?


关于这个问题——我经常看到新手程序员“遇到错误”的问题,他们只是简单地粘贴他们的堆栈跟踪和一些随机代码块,而不了解堆栈跟踪是什么或他们如何使用它。此问题旨在为可能需要帮助以了解堆栈跟踪的价值的新手程序员提供参考。

原文由 Rob Hruska 发布,翻译遵循 CC BY-SA 4.0 许可协议

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2 个回答

简单来说, 堆栈跟踪 是应用程序在抛出异常时所处的方法调用的列表。

简单例子

通过问题中给出的示例,我们可以准确地确定应用程序中抛出异常的位置。让我们看一下堆栈跟踪:

 Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
        at com.example.myproject.Book.getTitle(Book.java:16)
        at com.example.myproject.Author.getBookTitles(Author.java:25)
        at com.example.myproject.Bootstrap.main(Bootstrap.java:14)

这是一个非常简单的堆栈跟踪。如果我们从“at …”列表的开头开始,我们就可以知道我们的错误发生在哪里。我们正在寻找的是属于我们应用程序一部分的 最顶层 方法调用。在这种情况下,它是:

 at com.example.myproject.Book.getTitle(Book.java:16)

要调试它,我们可以打开 Book.java 并查看行 16 ,它是:

 15   public String getTitle() {
16      System.out.println(title.toString());
17      return title;
18   }

这表明上面的代码中的某些东西(可能是 title )是 null

具有异常链的示例

有时应用程序会捕获异常并将其作为另一个异常的原因重新抛出。这通常看起来像:

 34   public void getBookIds(int id) {
35      try {
36         book.getId(id);    // this method it throws a NullPointerException on line 22
37      } catch (NullPointerException e) {
38         throw new IllegalStateException("A book has a null property", e)
39      }
40   }

这可能会给你一个看起来像这样的堆栈跟踪:

 Exception in thread "main" java.lang.IllegalStateException: A book has a null property
        at com.example.myproject.Author.getBookIds(Author.java:38)
        at com.example.myproject.Bootstrap.main(Bootstrap.java:14)
Caused by: java.lang.NullPointerException
        at com.example.myproject.Book.getId(Book.java:22)
        at com.example.myproject.Author.getBookIds(Author.java:36)
        ... 1 more

这个的不同之处在于“Caused by”。有时异常会有多个“原因”部分。对于这些,您通常希望找到“根本原因”,这将是堆栈跟踪中最低的“原因”部分之一。在我们的例子中,它是:

 Caused by: java.lang.NullPointerException <-- root cause
        at com.example.myproject.Book.getId(Book.java:22) <-- important line

同样,除了这个例外,我们想看看 22Book.java 行,看看是什么导致了 NullPointerException

库代码的更令人生畏的例子

通常堆栈跟踪比上面的两个例子复杂得多。这是一个示例(它很长,但演示了几个级别的链式异常):

 javax.servlet.ServletException: Something bad happened
    at com.example.myproject.OpenSessionInViewFilter.doFilter(OpenSessionInViewFilter.java:60)
    at org.mortbay.jetty.servlet.ServletHandler$CachedChain.doFilter(ServletHandler.java:1157)
    at com.example.myproject.ExceptionHandlerFilter.doFilter(ExceptionHandlerFilter.java:28)
    at org.mortbay.jetty.servlet.ServletHandler$CachedChain.doFilter(ServletHandler.java:1157)
    at com.example.myproject.OutputBufferFilter.doFilter(OutputBufferFilter.java:33)
    at org.mortbay.jetty.servlet.ServletHandler$CachedChain.doFilter(ServletHandler.java:1157)
    at org.mortbay.jetty.servlet.ServletHandler.handle(ServletHandler.java:388)
    at org.mortbay.jetty.security.SecurityHandler.handle(SecurityHandler.java:216)
    at org.mortbay.jetty.servlet.SessionHandler.handle(SessionHandler.java:182)
    at org.mortbay.jetty.handler.ContextHandler.handle(ContextHandler.java:765)
    at org.mortbay.jetty.webapp.WebAppContext.handle(WebAppContext.java:418)
    at org.mortbay.jetty.handler.HandlerWrapper.handle(HandlerWrapper.java:152)
    at org.mortbay.jetty.Server.handle(Server.java:326)
    at org.mortbay.jetty.HttpConnection.handleRequest(HttpConnection.java:542)
    at org.mortbay.jetty.HttpConnection$RequestHandler.content(HttpConnection.java:943)
    at org.mortbay.jetty.HttpParser.parseNext(HttpParser.java:756)
    at org.mortbay.jetty.HttpParser.parseAvailable(HttpParser.java:218)
    at org.mortbay.jetty.HttpConnection.handle(HttpConnection.java:404)
    at org.mortbay.jetty.bio.SocketConnector$Connection.run(SocketConnector.java:228)
    at org.mortbay.thread.QueuedThreadPool$PoolThread.run(QueuedThreadPool.java:582)
Caused by: com.example.myproject.MyProjectServletException
    at com.example.myproject.MyServlet.doPost(MyServlet.java:169)
    at javax.servlet.http.HttpServlet.service(HttpServlet.java:727)
    at javax.servlet.http.HttpServlet.service(HttpServlet.java:820)
    at org.mortbay.jetty.servlet.ServletHolder.handle(ServletHolder.java:511)
    at org.mortbay.jetty.servlet.ServletHandler$CachedChain.doFilter(ServletHandler.java:1166)
    at com.example.myproject.OpenSessionInViewFilter.doFilter(OpenSessionInViewFilter.java:30)
    ... 27 more
Caused by: org.hibernate.exception.ConstraintViolationException: could not insert: [com.example.myproject.MyEntity]
    at org.hibernate.exception.SQLStateConverter.convert(SQLStateConverter.java:96)
    at org.hibernate.exception.JDBCExceptionHelper.convert(JDBCExceptionHelper.java:66)
    at org.hibernate.id.insert.AbstractSelectingDelegate.performInsert(AbstractSelectingDelegate.java:64)
    at org.hibernate.persister.entity.AbstractEntityPersister.insert(AbstractEntityPersister.java:2329)
    at org.hibernate.persister.entity.AbstractEntityPersister.insert(AbstractEntityPersister.java:2822)
    at org.hibernate.action.EntityIdentityInsertAction.execute(EntityIdentityInsertAction.java:71)
    at org.hibernate.engine.ActionQueue.execute(ActionQueue.java:268)
    at org.hibernate.event.def.AbstractSaveEventListener.performSaveOrReplicate(AbstractSaveEventListener.java:321)
    at org.hibernate.event.def.AbstractSaveEventListener.performSave(AbstractSaveEventListener.java:204)
    at org.hibernate.event.def.AbstractSaveEventListener.saveWithGeneratedId(AbstractSaveEventListener.java:130)
    at org.hibernate.event.def.DefaultSaveOrUpdateEventListener.saveWithGeneratedOrRequestedId(DefaultSaveOrUpdateEventListener.java:210)
    at org.hibernate.event.def.DefaultSaveEventListener.saveWithGeneratedOrRequestedId(DefaultSaveEventListener.java:56)
    at org.hibernate.event.def.DefaultSaveOrUpdateEventListener.entityIsTransient(DefaultSaveOrUpdateEventListener.java:195)
    at org.hibernate.event.def.DefaultSaveEventListener.performSaveOrUpdate(DefaultSaveEventListener.java:50)
    at org.hibernate.event.def.DefaultSaveOrUpdateEventListener.onSaveOrUpdate(DefaultSaveOrUpdateEventListener.java:93)
    at org.hibernate.impl.SessionImpl.fireSave(SessionImpl.java:705)
    at org.hibernate.impl.SessionImpl.save(SessionImpl.java:693)
    at org.hibernate.impl.SessionImpl.save(SessionImpl.java:689)
    at sun.reflect.GeneratedMethodAccessor5.invoke(Unknown Source)
    at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:25)
    at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:597)
    at org.hibernate.context.ThreadLocalSessionContext$TransactionProtectionWrapper.invoke(ThreadLocalSessionContext.java:344)
    at $Proxy19.save(Unknown Source)
    at com.example.myproject.MyEntityService.save(MyEntityService.java:59) <-- relevant call (see notes below)
    at com.example.myproject.MyServlet.doPost(MyServlet.java:164)
    ... 32 more
Caused by: java.sql.SQLException: Violation of unique constraint MY_ENTITY_UK_1: duplicate value(s) for column(s) MY_COLUMN in statement [...]
    at org.hsqldb.jdbc.Util.throwError(Unknown Source)
    at org.hsqldb.jdbc.jdbcPreparedStatement.executeUpdate(Unknown Source)
    at com.mchange.v2.c3p0.impl.NewProxyPreparedStatement.executeUpdate(NewProxyPreparedStatement.java:105)
    at org.hibernate.id.insert.AbstractSelectingDelegate.performInsert(AbstractSelectingDelegate.java:57)
    ... 54 more

在这个例子中,还有更多。我们最关心的是从 我们的代码 中寻找方法,这些方法可以是 com.example.myproject 包中的任何内容。从第二个示例(上面)中,我们首先要查找根本原因,即:

 Caused by: java.sql.SQLException

但是,其下的所有方法调用都是库代码。所以我们将 移动 到它 上面的“Caused by” ,并在那个“Caused by”块中,查找 源自我们代码的第一个方法调用,它是:

 at com.example.myproject.MyEntityService.save(MyEntityService.java:59)

与前面的示例一样,我们应该查看 MyEntityService.java 在线 59 ,因为这是此错误的来源(这个有点明显出了什么问题,因为 SQLException 指出了错误,但是调试过程就是我们所追求的)。

原文由 Rob Hruska 发布,翻译遵循 CC BY-SA 4.0 许可协议

什么是堆栈跟踪?

堆栈跟踪是一个非常有用的调试工具。它显示了在抛出未捕获的异常时(或手动生成堆栈跟踪时)的调用堆栈(意思是,到那时调用的函数堆栈)。这非常有用,因为它不仅向您显示错误发生的位置,而且还向您显示程序如何在代码的那个位置结束。这就引出了下一个问题:

什么是异常?

异常是运行时环境用来告诉您发生错误的信息。常见的示例是 NullPointerException、IndexOutOfBoundsException 或 ArithmeticException。当你试图做一些不可能的事情时,每一个都是造成的。例如,当您尝试取消引用 Null 对象时,将抛出 NullPointerException:

 Object a = null;
a.toString();                 //this line throws a NullPointerException

Object[] b = new Object[5];
System.out.println(b[10]);    //this line throws an IndexOutOfBoundsException,
                              //because b is only 5 elements long
int ia = 5;
int ib = 0;
ia = ia/ib;                   //this line throws an  ArithmeticException with the
                              //message "/ by 0", because you are trying to
                              //divide by 0, which is not possible.

我应该如何处理堆栈跟踪/异常?

首先,找出导致异常的原因。尝试用谷歌搜索异常的名称以找出该异常的原因。大多数情况下,它是由错误的代码引起的。在上面给出的示例中,所有异常都是由不正确的代码引起的。因此,对于 NullPointerException 示例,您可以确保 a 当时永远不会为 null。例如,您可以初始化 a 或包括这样的检查:

 if (a!=null) {
    a.toString();
}

这样,如果 a==null 就不会执行违规行。其他示例也是如此。

有时您无法确保不会出现异常。例如,如果您在程序中使用网络连接,则无法阻止计算机断开其互联网连接(例如,您无法阻止用户断开计算机的网络连接)。在这种情况下,网络库可能会抛出异常。现在你应该捕获异常并 处理 它。这意味着,在具有网络连接的示例中,您应该尝试重新打开连接或通知用户或类似的东西。此外,每当您使用 catch 时,始终只捕获您想要捕获的异常, 不要使用像 catch (Exception e) 这样会捕获所有异常的宽泛的 catch 语句。这非常重要,否则您可能会意外捕获错误的异常并以错误的方式做出反应。

 try {
    Socket x = new Socket("1.1.1.1", 6789);
    x.getInputStream().read()
} catch (IOException e) {
    System.err.println("Connection could not be established, please try again later!")
}

为什么我不应该使用 catch (Exception e)

让我们用一个小例子来说明为什么你不应该只捕获所有异常:

 int mult(Integer a,Integer b) {
    try {
        int result = a/b
        return result;
    } catch (Exception e) {
        System.err.println("Error: Division by zero!");
        return 0;
    }
}

这段代码试图做的是捕捉 ArithmeticException 由可能被 0 除引起的。但它也捕捉到一个可能的 NullPointerException 如果 a 抛出或 bnull 。这意味着,您可能会得到 NullPointerException 但您会将其视为 ArithmeticException 并且可能会做错事。在最好的情况下,您仍然会错过 NullPointerException。那样的东西使调试变得更加困难,所以不要那样做。

TLDR

  1. 找出异常的原因并修复它,这样它就不会抛出异常。
  2. 如果 1. 不可能,捕获特定的异常并处理它。
    • 永远不要只添加一个 try/catch 然后忽略异常!不要那样做!
    • 永远不要使用 catch (Exception e) ,总是捕获特定的异常。这将为您省去很多麻烦。

原文由 Dakkaron 发布,翻译遵循 CC BY-SA 4.0 许可协议

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