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2023-05-20 09:00:04

什么是堆栈跟踪，如何使用它来调试应用程序错误?

有时当我运行我的应用程序时，它会给我一个错误，看起来像这样:

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)

人们将其称为“堆栈跟踪”。什么是堆栈跟踪?关于程序中发生的错误，它能告诉我什么?

关于这个问题，我经常看到一个新手程序员“得到一个错误”，他们只是简单地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如何使用它。此问题旨在作为新手程序员的参考，他们可能需要帮助来理解堆栈跟踪的值。

当前回答

简单来说，堆栈跟踪是抛出异常时应用程序正在执行的方法调用的列表。

简单的例子

通过问题中给出的示例，我们可以确定异常在应用程序中抛出的确切位置。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，我们可以知道错误发生在哪里。我们要找的是应用程序中最顶层的方法调用。在本例中，它是:

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

要调试这个，我们可以打开Book.java并查看第16行，它是:

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

这将表明上面代码中的某些内容(可能是title)为空。

带有异常链的示例

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"起因"有时异常会有多个“原因”部分。对于这些问题，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，有了这个异常，我们想要查看Book.java的第22行，看看是什么可能导致这里的NullPointerException。

更令人生畏的库代码示例

通常，堆栈跟踪要比上面的两个示例复杂得多。下面是一个例子(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，有更多。我们最关心的是寻找来自代码的方法，也就是com.example.myproject包中的任何方法。从上面的第二个例子中，我们首先要向下寻找根本原因，即:

Caused by: java.sql.SQLException

但是，在该方法下的所有方法调用都是库代码。因此，我们将移动到它上面的“Caused by”，在“Caused by”块中，寻找来自我们代码的第一个方法调用，它是:

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

像前面的例子一样，我们应该查看第59行上的MyEntityService.java，因为这是错误产生的地方(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要做的)。

2010-10-21 14:52:43

其他回答

为了补充其他示例，有一些内部(嵌套)类以$符号出现。例如:

public class Test {

    private static void privateMethod() {
        throw new RuntimeException();
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override public void run() {
                privateMethod();
            }
        };
        runnable.run();
    }
}

将导致以下堆栈跟踪:

Exception in thread "main" java.lang.RuntimeException
        at Test.privateMethod(Test.java:4)
        at Test.access$000(Test.java:1)
        at Test$1.run(Test.java:10)
        at Test.main(Test.java:13)
2016-04-19 03:43:00

简单来说，堆栈跟踪是抛出异常时应用程序正在执行的方法调用的列表。

简单的例子

通过问题中给出的示例，我们可以确定异常在应用程序中抛出的确切位置。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，我们可以知道错误发生在哪里。我们要找的是应用程序中最顶层的方法调用。在本例中，它是:

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

要调试这个，我们可以打开Book.java并查看第16行，它是:

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

这将表明上面代码中的某些内容(可能是title)为空。

带有异常链的示例

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"起因"有时异常会有多个“原因”部分。对于这些问题，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，有了这个异常，我们想要查看Book.java的第22行，看看是什么可能导致这里的NullPointerException。

更令人生畏的库代码示例

通常，堆栈跟踪要比上面的两个示例复杂得多。下面是一个例子(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，有更多。我们最关心的是寻找来自代码的方法，也就是com.example.myproject包中的任何方法。从上面的第二个例子中，我们首先要向下寻找根本原因，即:

Caused by: java.sql.SQLException

但是，在该方法下的所有方法调用都是库代码。因此，我们将移动到它上面的“Caused by”，在“Caused by”块中，寻找来自我们代码的第一个方法调用，它是:

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

像前面的例子一样，我们应该查看第59行上的MyEntityService.java，因为这是错误产生的地方(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要做的)。

2010-10-21 14:52:43

补充一下罗伯提到的。在应用程序中设置断点可以逐步处理堆栈。这使开发人员能够使用调试器来查看方法在确切的哪个点上执行了未预料到的操作。

由于Rob已经使用NullPointerException (NPE)来说明一些常见的问题，我们可以通过以下方式帮助消除这个问题:

如果我们有一个接受参数的方法，比如:

在我们的代码中，我们希望计算firstName包含一个值，我们将这样做:if(firstName == null || firstName.equals("")) return;

以上可以防止我们使用firstName作为不安全的参数。因此，通过在处理之前进行空检查，我们可以帮助确保我们的代码能够正常运行。要展开一个利用对象的方法的例子，我们可以看这里:

If (dog == null || dog. If (dog == null || dog. If)firstName == null)返回;

以上是检查null的正确顺序，我们从基本对象开始，在本例中是dog，然后开始沿着可能性树向下走，以确保在处理之前所有内容都是有效的。如果顺序颠倒，可能会抛出一个NPE，我们的程序将崩溃。

2010-10-21 15:05:54

Throwable家族还提供了一个堆栈跟踪特性——操作堆栈跟踪信息的可能性。

标准的行为:

package test.stack.trace;

public class SomeClass {

    public void methodA() {
        methodB();
    }

    public void methodB() {
        methodC();
    }

    public void methodC() {
        throw new RuntimeException();
    }

    public static void main(String[] args) {
        new SomeClass().methodA();
    }
}

堆栈跟踪:

Exception in thread "main" java.lang.RuntimeException
    at test.stack.trace.SomeClass.methodC(SomeClass.java:18)
    at test.stack.trace.SomeClass.methodB(SomeClass.java:13)
    at test.stack.trace.SomeClass.methodA(SomeClass.java:9)
    at test.stack.trace.SomeClass.main(SomeClass.java:27)

操纵堆栈跟踪:

package test.stack.trace;

public class SomeClass {

    ...

    public void methodC() {
        RuntimeException e = new RuntimeException();
        e.setStackTrace(new StackTraceElement[]{
                new StackTraceElement("OtherClass", "methodX", "String.java", 99),
                new StackTraceElement("OtherClass", "methodY", "String.java", 55)
        });
        throw e;
    }

    public static void main(String[] args) {
        new SomeClass().methodA();
    }
}

堆栈跟踪:

Exception in thread "main" java.lang.RuntimeException
    at OtherClass.methodX(String.java:99)
    at OtherClass.methodY(String.java:55)
2014-09-16 17:34:09

其他文章描述了什么是堆栈跟踪，但它仍然很难使用。

如果您获得堆栈跟踪，并希望跟踪异常的原因，那么理解它的一个良好起点是使用Eclipse中的Java堆栈跟踪控制台。如果您使用另一个IDE，可能会有类似的特性，但这个答案是关于Eclipse的。

首先，确保在Eclipse项目中可以访问所有Java源代码。

然后在Java透视图中，单击Console选项卡(通常在底部)。如果控制台视图不可见，进入菜单选项“Window -> Show view”，选择“Console”。

然后在控制台窗口中，单击下面的按钮(在右侧)

然后在下拉菜单中选择“Java Stack Trace Console”。

将堆栈跟踪粘贴到控制台。然后，它将提供到您的源代码和任何其他可用源代码的链接列表。

例如，如果我们有这样一个程序:

public class ExceptionTest {
    
    public static void main(String[] args) {
        int l = trimmedLength(null);
        System.out.println("Trimmed length = " + l);
    }
    
    private static int trimmedLength(String string) {
        return string.trim().length();
    }
}

你会得到这样的堆栈跟踪:

最近的方法调用(以及导致异常的方法调用)将位于堆栈的顶部，即顶部行(不包括错误消息文本)。在本例中，就是trimmedLength方法。从堆栈往下看，可以追溯到过去。第二行是调用第一行的方法，等等。

如果您使用的是开源软件，您可能需要下载源代码并将其附加到您的项目中进行检查。下载源jar，在你的项目中，打开references Libraries文件夹，找到开源模块的jar(带有类文件的那个)，然后右键单击，选择Properties并附加源jar。

2015-03-12 09:34:18

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