// 
//     Licensed to the Apache Software Foundation (ASF) under one
//     or more contributor license agreements.  See the NOTICE file
//     distributed with this work for additional information
//     regarding copyright ownership.  The ASF licenses this file
//     to you under the Apache License, Version 2.0 (the
//     "License"); you may not use this file except in compliance
//     with the License.  You may obtain a copy of the License at
// 
//       http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
// 
//     Unless required by applicable law or agreed to in writing,
//     software distributed under the License is distributed on an
//     "AS IS" BASIS, WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY
//     KIND, either express or implied.  See the License for the
//     specific language governing permissions and limitations
//     under the License.
//

= Отладка многопоточных приложений в IDE NetBeans
:jbake-type: tutorial
:jbake-tags: tutorials 
:jbake-status: published
:icons: font
:syntax: true
:source-highlighter: pygments
:toc: left
:toc-title:
:description: Отладка многопоточных приложений в IDE NetBeans - Apache NetBeans
:keywords: Apache NetBeans, Tutorials, Отладка многопоточных приложений в IDE NetBeans

В этом документе описывается использование окна 'Отладка' в IDE NetBeans для отладки многопоточных приложений. В данном руководстве также представлены способы использования среды IDE для обнаружения взаимоблокировок в приложении.

Процесс отладки значительно упрощен, поскольку вся информация о сеансах отладки, потоках выполнения и стеках вызовов потоков выполнения представлена в одном окне "Debugging". В окне "Debugging" удобно просматривать состояние потоков выполнения, а также приостанавливать и возобновлять выполнение любого потока в сеансе.

С целью демонстрации работы с окном "Debugging" в данном руководстве используются два примера проектов. В соответствии с указаниями в этом руководстве сначала загрузите, а затем откройте проекты "Gallery" и "Deadlock".

Просмотрите видео link:debug-multithreaded-screencast.html[+Отладка многопоточных приложений в IDE NetBeans+].


image::images/netbeans-stamp-80-74-73.png[title="Содержимое этой страницы применимо к IDE NetBeans 7.2, 7.3, 7.4 и 8.0"]


*Для работы с этим учебным курсом требуется следующее программное обеспечение и ресурсы.*

|===
|Программное обеспечение или материал |Требуемая версия 

|link:https://netbeans.org/downloads/index.html[+IDE NetBeans+] |7.2, 7.3, 7.4, 8.0 

|link:http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html[+Комплект для разработчика на языке Java (JDK)+] |версия 7 или 8 

|link:https://netbeans.org/projects/samples/downloads/download/Samples/Java/debugging-samples.zip[+Проекты "Gallery" и "Deadlock"+] |  
|===


== Загрузка примеров проектов

Простые проекты, используемые в этом руководстве, можно загрузить следующими способами.

* Загрузите link:https://netbeans.org/projects/samples/downloads/download/Samples/Java/debugging-samples.zip[+архив завершенного проекта в формате zip+].
* Выполните проверку исходных файлов проекта на выходе из примеров NetBeans, выполнив перечисленные ниже действия.
1. Выберите в главном меню "Группа > Subversion > Проверить".
2. В диалоговом окне "Проверка" введите следующий URL-адрес репозитория:
 ``https://svn.netbeans.org/svn/samples~samples-source-code`` 
Нажмите кнопку "Далее".


. Нажмите кнопку Browse ("Обзор") для открытия диалогового окна Browse Repository Folders ("Обзор папок репозитория").


. Разверните корневой узел и выберите *samples/java/debugging-samples*. Нажмите кнопку "ОК".


. Укажите локальную папку для исходных файлов (папка должна быть пустой).


. Нажмите кнопку 'Готово'.

После нажатия кнопки "Готово" среда IDE инициализирует локальную папку в качестве репозитория Subversion и выполняет проверку исходных файлов проекта на выходе.



. Щелкните команду "Открыть проект" в диалоговом окне, которое появится после завершения проверки.

*Примечание.* Дополнительные сведения об изъятии для использования источников с помощью Subversion см. в разделе link:../ide/subversion.html#settingUp[+Настройка Subversion+] в link:../ide/subversion.html[+Руководстве по Subversion в IDE NetBeans+].


== Открытие проектов

Для демонстрации отладки многопоточных приложений в среде IDE в данном руководстве используются два приложения. В этом упражнении необходимо открыть и затем запустить два проекта в среде IDE. После запуска проектов можно перейти к отладке каждого из них.


=== Запуск проекта "Gallery"

Приложение "Gallery" представляет собой простое приложение Java Swing для воспроизведения анимированных изображений. В приложении имеются две кнопки, позволяющие добавлять и удалять анимированные изображения. В этом упражнении будет выполнен запуск приложения "Gallery".

1. Загрузите и распакуйте архив link:https://netbeans.org/projects/samples/downloads/download/Samples/Java/debugging-samples.zip[+ ``debugging-samples.zip`` +] в локальной системе.
2. В главном меню выберите "File > Open".
3. В каталоге примеров приложений для отладки найдите и выберите проект "Gallery". Нажмите кнопку Open ("Открыть").

При выборе "Open" в среде IDE проект будет открыт и выведен на экран в окне "Projects". После развертывания узла проекта в окне "Projects" видно, что он представляет собой простое приложение на Java для Swing.



. Для запуска приложения "Gallery" щелкните правой кнопкой мыши узел проекта и выберите "Run".


. В приложении "Gallery" нажмите кнопку "More" для добавления изображений и "Less" для удаления изображений.
image::images/debugging-gallery-app.png[title="Приложение &quot;Gallery&quot;."]


. Закройте окно приложения "Gallery".

Проект Gallery представляет собой простое многопоточное приложение, процесс отладки которого описывается в данном руководстве.


=== Запуск проекта "Deadlock"

Приложение "Deadlock" содержит метод запуска потока выполнения  ``main`` , который выполняется в течение 500 000 миллисекунд. Этот метод  ``main``  запускает два потока выполнения, результаты которых отображаются в окне "Output".

1. В главном меню выберите "File > Open".
2. В каталоге примеров приложений для отладки найдите и выберите проект "Deadlock". Нажмите кнопку Open ("Открыть").

При выборе "Open" в среде IDE проект будет открыт и выведен на экран в окне "Projects". После развертывания узла проекта в окне "Projects" видно, что он представляет собой простое приложение Java.



. Для запуска приложения "Deadlock" щелкните правой кнопкой мыши узел проекта и выберите "Run".

При нажатии кнопки "Run" откроется окно "Output", в котором отображается следующая выходная информация.


[source,java]
----

run:
Application started
MyThread2 successfully finished.
MyThread1 successfully finished
----


. Пусть приложение нормально завершит работу (пять минут).

По завершении работы приложения "Deadlock" в окне "Output" должна отображаться следующая информация.


[source,java]
----

Main thread finished
----

Проект "Deadlock" является простым приложением Java с двумя потоками выполнения. После отладки приложения будет создана взаимоблокировка с целью демонстрации возможностей среды IDE по обнаружению взаимоблокировок.


== Отладка примеров проектов

Проект "Gallery" представляет собой простое приложение Java Swing для воспроизведения анимированных изображений. Добавление и удаление изображений в приложении осуществляется путем нажатия соответствующих кнопок. При нажатии кнопки "More" запускается новый поток выполнения, который выводит на экран и анимирует изображение. При нажатии кнопки "Less" останавливается самый новый поток выполнения, в результате чего анимация останавливается и изображение удаляется.


=== Приостановка потоков выполнения

В этом упражнении выполняется запуск отладки приложения "Gallery" и добавляются несколько изображений для запуска нескольких потоков приложения. После запуска сеанса отладки в левой области окна IDE открывается окно "Debugging". В окне "Debugging" отображается список потоков выполнения данного сеанса.

1. Щелкните правой кнопкой мыши проект "Gallery" в окне "Projects" и выберите "Debug".

После нажатия кнопки "Debug" в среде IDE запускается приложение "Gallery", и открываются окна отладки по умолчанию. Окно "Debugging" автоматически открывается в левой области главного окна, а окно "Debugger Console" – в окне "Output".



. Трижды нажмите кнопку "More" в приложении "Gallery" для запуска трех потоков выполнения для воспроизведения анимированных изображений.

В окне "Debugging" отобразится процесс запуска новых потоков выполнения для каждой анимации.

image::images/debugging-start.png[title="Окно отладки"]


. Приостановите два потока выполнения путем нажатия кнопки "Suspend thread" справа от каждого потока в окне "Debugging".

Если поток выполнения приостановлен, соответствующий значок изменится, отражая его новое состояние. Для просмотра стека вызовов потока выполнения можно развернуть узел этого потока. Щелкните правой кнопкой мыши элементы в окне 'Отладка', чтобы открыть всплывающее меню с командами отладки.

image::images/debugging-start-suspend.png[title="Окно отладки с двумя отложенными потоками"]

При просмотре приложения "Gallery" видно, что после приостановки потоков выполнения анимация для этих потоков прервалась.

Окно "Debugging" позволяет быстро просматривать и изменять состояние потоков выполнения в сеансе. По умолчанию в окне "Debugging" кнопки "Resume" и "Suspend" располагаются в правой области окна. Эти кнопки можно скрыть, после чего настроить вид окна "Debugging" с помощью панели инструментов в нижней области этого окна. При выполнении нескольких сеансов отладки для выбора сеанса, который должен отображаться в окне, можно использовать раскрывающийся список в верхней области окна "Debugging".

image::images/debugging-window-toolbar.png[title="Панель инструментов окна отладки"] 


=== Переключение потоков выполнения

В данном упражнении демонстрируются результаты последовательного выполнения приложения, если при этом другой поток приложения достигает точки останова. В этом упражнении описывается установка точки останова для метода и последовательное выполнение приложения. В процессе последовательного выполнения приложения будет запущен новый поток выполнения, который также достигнет точки останова. Когда это произойдет, на экран будет выведено уведомление в окне "Debugging". После этого следует выполнить переключение между потоками выполнения.

1. В окне приложения 'Галерея' нажимайте 'Больше' или 'Меньше' до тех пор, пока на экране не будут отображаться две или три анимации.
2. В окне 'Проекты' IDE разверните пакет  ``галереи``  и дважды щелкните  ``Gallery.java`` , чтобы открыть файл в редакторе.
3. В файле  ``Gallery.java``  вставьте точку останова в начало метода  ``run``  путем щелчка в левой части строки 175.
4. Нажмите кнопку "More" в приложении "Gallery" для запуска нового потока выполнения, который должен достичь точки останова.
5. Нажмите Step Over ("По оператору с обходом процедур") (F8) и исполняйте метод по оператору, пока счетчик строк кода не достигнет строки 191.

В счетчике строк кода в поле редактора отображается текущее положение в коде при пошаговом выполнении метода.



. Нажмите кнопку "More" в приложении "Gallery" для запуска нового потока выполнения, который должен достичь точки останова.

Когда новый поток выполнения достигнет точки останова, установленной в методе, в окне "Debugging" появится уведомление "New Breakpoint Hit", информирующее о том, что еще один поток выполнения достиг точки останова в процессе последовательного выполнения метода.

image::images/debugging-newbreakpointhit.png[title="Уведомление 'Достижение новой точки останова'"]

Когда в процессе последовательного выполнения потока другой поток выполнения достигает точки останова, в среде IDE предлагается возможность выбора: переключение на другой поток выполнения или продолжение пооператорного выполнения текущего потока. Для переключения на поток выполнения, достигший точки останова, в уведомлении "New Breakpoint Hit" можно нажать кнопку со стрелкой. На новый поток выполнения можно переключиться в любой момент путем выбора потока в окне уведомления. При выборе пооператорного выполнения текущего потока, достигшего точки останова, возобновляется текущий поток выполнения, однако состояние других потоков приложения остается неизменным.

*Примечание.* В окне "Debugging" отобразится текущий поток (Thread_Jirka), который указывается с помощью зеленой полосы на границы. Поток выполнения, инициировавший уведомление при достижении точки останова (Thread_Roman), отмечен желтой полосой, а значок этого потока указывает на то, что данный поток выполнения приостановлен, поскольку достигнута точка останова.

image::images/debugging-current-suspended.png[title="Уведомление 'Достижение новой точки останова'"]


. Для переключения между текущим потоком выполнения и новым потоком (Thread_Roman) в уведомлении "New Breakpoint Hit" нажмите кнопку со стрелкой.

После переключения на новый поток выполнения на экране можно увидеть следующее:

* Счетчик команд переместился в позицию, соответствующую строке 175 в новом текущем потоке выполнения (Thread_Roman).
* В поле строки 191 появилась аннотация приостановки потока, указывающая на то, что поток выполнения (Thread_Jirka) приостановлен на этой строке.
image::images/debugging-editor-suspendedannot.png[title="Редактор, в котором отображаются аннотации отладки"]


. Для пошагового выполнения нового текущего потока (Thread_Roman) несколько раз нажмите "Обход процедур".


. Щелкните правой кнопкой мыши аннотацию приостановки потока в поле редактора и выберите "Set as Current Thread > Thread_Jirka" для обратного переключения на приостановленный поток.
image::images/debugging-editor-setcurrent.png[title="Редактор, в котором отображается всплывающее окно 'Задан как текущий поток'"]

Также можно вызвать окно 'Средство выбора текущего потока' (Alt+Shift+T; Ctrl+Shift+T на Mac) и переключиться на любой из потоков приложения.

image::images/debugging-thread-chooser.png[title="Приложение &quot;Gallery&quot;."]

При обратном переключении на поток Thread_Jirka напротив строки, на которой был приостановлен поток Thread_Roman, появится аннотация приостановки потока. Возобновить поток Thread_Roman можно путем нажатия кнопки "Resume" в окне "Debugging".

image::images/debugging-editor-suspendedannot2.png[title="Редактор, в котором отображаются аннотации отладки"]

Окно "Debugging" обеспечивает точное представление и контроль состояний потоков выполнения. Отладчик управляет потоками приложения, что упрощает процесс отладки и предотвращает возникновение взаимоблокировок. В этом упражнении были рассмотрены следующие принципы отладки приложения в среде IDE.

* Когда поток выполнения достигает точки останова, приостанавливается только этот поток.
* Если в процессе пооператорного выполнения приложения точки останова достигают другие потоки приложения, это не влияет на текущий поток выполнения.
* При пооператорном выполнении приложения возобновляется только текущий поток выполнения. После выполнения оператора приостанавливается только текущий поток выполнения.

Теперь можно выйти из приложения "Gallery". В следующем упражнении будет выполнена отладка приложения "Deadlock" и продемонстрировано использование среды IDE для обнаружения взаимоблокировки.


=== Обнаружение взаимоблокировок

Среда IDE может использоваться для идентификации потенциальных ситуаций взаимоблокировки путем автоматического поиска взаимоблокировок по всем приостановленным потокам выполнения. При обнаружении взаимоблокировки в среде IDE на экран выводится соответствующее уведомление в окне "Debugging", в котором указаны задействованные потоки выполнения.

Для изучения процесса обнаружения взаимоблокировки в среде IDE необходимо запустить в отладчике демонстрационный проект "Deadlock" и создать ситуацию взаимоблокировки.

1. Разверните пакет  ``myapplication``  и откройте файлы  ``Thread1.java``  и  ``Thread2.java``  в редакторе исходного кода.
2. Установите точку останова для  ``Thread1.java``  в строке 20 и для  ``Thread2.java``  в строке 20.

Для установки точки останова в поле редактора исходного кода щелкните поле напротив строки, в которой требуется установить точку останова. В левом поле напротив этой строки появится аннотация точки останова. Если открыть окно 'Точки останова' (Alt-Shift-5; Ctrl+Shift+5 на Mac), можно увидеть две установленные и активированные точки останова.

image::images/debug-deadlock-setbkpt.png[title="В редакторе отображаются точки останова, заданные в строке 20"]


. Щелкните правой кнопкой мыши проект "Deadlock" в окне "Projects" и выберите "Debug".

При вызове метода  ``main``  будут запущены эти два потока выполнения, при этом оба потока будут приостановлены в одной из точек останова. Потоки, приостановленные в точках останова, можно просмотреть в окне "Debugging".



. В окне "Debugging" возобновите приостановленные потоки выполнения ( ``MyThread1``  и  ``MyThread2`` ) путем нажатия кнопки "Resume" справа от приостановленных потоков.
image::images/debug-deadlock-resume.png[title="Восстановление приостановленных потоков в окне &quot;Отладка&quot;."]

Возобновление потоков выполнения  ``MyThread1``  и  ``MyThread2``  приведет к возникновению ситуации взаимоблокировки.



. Выберите в главном меню команду "Debug\Check for Deadlock" для проверки приостановленных потоков выполнения на наличие взаимоблокировок.
image::images/debug-deadlock-detected.png[title="Восстановление приостановленных потоков в окне &quot;Отладка&quot;."]

Если в ходе проверки приложения обнаружена взаимоблокировка, в окне "Debugging" появится сообщение, информирующее об этой ситуации. Потоки выполнения, находящиеся во взаимоблокировке, отмечаются красной полосой в левом поле окна "Debugging".

Настоящий учебный курс является общим введением в некоторые из функций отладки в среде IDE. Окно "Debugging" позволяет без труда приостанавливать и возобновлять потоки выполнения при отладке приложений. Это очень удобно при отладке многопоточных приложений.


link:https://netbeans.org/about/contact_form.html?to=3&subject=Feedback:%20Debugging%20Multithreaded%20Applications[+Отправить отзыв по этому учебному курсу+]



== Дополнительные сведения

Дополнительные сведения о разработке и тестировании приложений в IDE NetBeans см. следующие ресурсы:

* Демонстрация: link:debug-multithreaded-screencast.html[+Отладка многопоточного приложения в IDE NetBeans+]
* Демонстрация: link:debug-stepinto-screencast.html[+ визуальная операция Step Into в отладчике NetBeans+]
* Демонстрация: link:debug-deadlock-screencast.html[+обнаружение взаимоблокировки с помощью отладчика NetBeans+]
* Демонстрация: link:debug-evaluator-screencast.html[+использование блока оценки фрагмента кода в отладчике NetBeans+]
* link:../../trails/java-se.html[+Учебная карта по основам среды IDE и программирования на языке Java+]
* link:junit-intro.html[+Написание тестов JUnit+]
* link:profiler-intro.html[+Введение в профилирование приложений, написанных на Java+]
