什么是堆栈跟踪,如何使用它来调试应用程序错误?

2022-08-31 04:05:55

有时,当我运行应用程序时,它会给我一个错误,如下所示:

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?它能告诉我关于我的程序中发生的错误吗?


关于这个问题 - 我经常看到一个问题,新手程序员“得到一个错误”,他们只是粘贴他们的堆栈跟踪和一些随机的代码块,而不了解堆栈跟踪是什么或他们如何使用它。这个问题旨在为可能需要帮助理解堆栈跟踪值的新手程序员提供参考。


答案 1

简单来说,堆栈跟踪是引发异常时应用程序处于中间的方法调用的列表。

简单示例

通过问题中给出的示例,我们可以准确地确定应用程序中引发异常的位置。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,我们可以分辨出错误发生的位置。我们正在寻找的是作为我们应用程序一部分的最顶层方法调用。在本例中,它是:

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

要对此进行调试,我们可以打开并查看行 ,即:Book.java16

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

这将表明上面的代码中有某些东西(可能) 。titlenull

包含一系列异常的示例

有时,应用程序会捕获一个异常,并将其作为另一个异常的原因重新引发。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   }

这可能会为您提供如下所示的堆栈跟踪:

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“由”引起。有时,异常会有多个“由”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“由”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,我们想看看行,看看是什么可能导致这里。22Book.javaNullPointerException

更令人生畏的库代码示例

通常,堆栈跟踪比上面的两个示例复杂得多。下面是一个示例(它很长,但演示了几个级别的链接异常):

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,还有很多。我们最关心的是寻找来自我们代码的方法,这将是包中的任何内容。从第二个例子(上面)来看,我们首先要向下看根本原因,即:com.example.myproject

Caused by: java.sql.SQLException

但是,该下的所有方法调用都是库代码。因此,我们将转到上方的“Caused by”,在该“Caused by”块中,查找源自我们代码的第一个方法调用,即:

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

与前面的示例一样,我们应该在线查看,因为这就是此错误的起源(这个错误有点明显,因为SQLException声明了错误,但调试过程是我们所追求的)。MyEntityService.java59


答案 2

什么是堆栈跟踪?

堆栈跟踪是一个非常有用的调试工具。它显示引发未捕获异常时(或手动生成堆栈跟踪时)的调用堆栈(即到该点调用的函数堆栈)。这非常有用,因为它不仅显示错误发生的位置,还显示程序如何最终出现在代码的那个位置。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了错误的方法。流行的例子是NullPointerException,IndexOutOfBoundsException或ArithmeticException。这些都是当你试图做一些不可能的事情时引起的。例如,当您尝试取消引用 Null 对象时,将引发 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。尝试在谷歌上搜索异常的名称,找出该异常的原因。大多数情况下,它将是由不正确的代码引起的。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,您可以确保当时永远不会为 null。例如,您可以初始化或包含如下所示的检查:aa

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

这样,如果 出现 ,则不会执行有问题的行。其他例子也是如此。a==null

有时您无法确保不会遇到异常。例如,如果您在程序中使用网络连接,则无法阻止计算机失去其 Internet 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,网络库可能会引发异常。现在,您应该捕获异常并处理它。这意味着,在网络连接的示例中,您应该尝试重新打开连接或通知用户或类似的东西。此外,每当使用 catch 时,始终只捕获要捕获的异常,不要使用广泛的 catch 语句(如 catch(异常 e))来捕获所有异常。这非常重要,因为否则您可能会意外地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(异常 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;
    }
}

此代码试图做的是捕获由可能的除以 0 引起的。但它也捕获了一个可能的,如果 或 是 抛出 。这意味着,你可能会得到一个,但你会把它当作一个算术异常,可能会做错事。在最好的情况下,你仍然会错过一个NullPointerException。像这样的东西使调试变得更加困难,所以不要这样做。ArithmeticExceptionNullPointerExceptionabnullNullPointerException

断续器

  1. 找出异常的原因并修复它,以便它根本不会引发异常。
  2. 如果 1.是不可能的,捕获特定的异常并处理它。
    • 永远不要只是添加一个尝试/捕获,然后忽略异常!别这样!
    • 切勿使用 ,始终捕获特定的异常。这将为您节省很多麻烦。catch (Exception e)