Javaのコードをトレースするには

Javaのコードについて処理を確認する際に、変数の値の変化をトレースする。 このトレースの方法は複数あるが、今回はEclipseにおけるデバッグモードで確認する方法についてまとめる。

サンプルコード

while文を試すための簡単なJavaクラス。totalが100以上になるまでiを足し続ける処理を観察する。

public class WhileSample {

    public static void main(String[] args) {
        int i = 0;
        int total = 0;

        while (total < 100) {
            total += i;
            i++;
        }
        System.out.println("totalの値は" + total);
    }
}
// コンソールの実行結果
totalの値は105

このサンプルコードにおける、変数 total と i をトレースする。

デバッグモードでの確認手順

1. ブレークポイントを置く

トレースする処理の入口にブレークポイントを設定。 今回であれば total += i; にブレークポイントを置く。

エディター左端の青い縦帯（垂直マージン / ガッター）をクリックして、緑色の丸（●）が表示されることを確認する。

WhileSample.java のエディター左端のガッターに置かれたブレークポイント（赤丸で強調）

2. デバッグ実行

以下のいずれかでデバッグ起動：

  • ツールバーの 🐞（虫アイコン）をクリック
  • ショートカット F11

3. パースペクティブ切り替え

初回起動時、「デバッグ・パースペクティブに切り替えますか?」というダイアログが表示されるので 「はい」 を選択する。

画面レイアウトが切り替わり、左上にデバッグビュー、右上に変数/ブレークポイント/式ビュー、中央にエディター、下にコンソールが表示される。

既にデバッグパースペクティブで作業している場合は、右上の「デバッグ」「Java」アイコンで切り替えることもできる。

4. 最初の停止位置を確認

プログラムが total += i; の行で停止する。エディターの該当行が青くハイライトされているはず（これが「次に実行する行」）。

右上の変数ビューを見ると：

args  = String[0]  (id=...)
i     = 0
total = 0

⚠️ まだ total += i; は実行されていない点に注意。これは「実行直前」の状態。

5. F6 で1ステップ実行

F6（ステップ・オーバー）を押す。

→ total += i; が実行され、次の行 i++; に止まる。 → 変数ビューでは：

i     = 0       ← まだ
total = 0       ← 0 + 0 なので変わらず

もう一度 F6：

→ i++; が実行され、ループ末尾の } に到達後、ループ条件 while (total < 100) が再評価され、再びブレークポイントの total += i; で止まる。 → 変数：

i     = 1       ← 0+1
total = 0

さらに F6 連打すると、以下のように値が変化する：

F6 押下回数itotal変化
開始時00初期値
210total += 0
421total += 1
633total += 2
846total += 3
10510total += 4

値の変化はオレンジ／黄色でハイライトされる。変数ビューで「直前のステップで変わった変数」が一目でわかる。

6. ステップ実行のショートカット一覧

F6 以外にもステップ実行用のキーが用意されている。場面によって使い分ける。

キー名称動作用途
F6ステップ・オーバー次の1行を実行（メソッド呼び出しは中に入らず、まとめて実行）主役。ループ内を1行ずつ追う
F5ステップ・インメソッド呼び出しの中に入って1行ずつ実行自作メソッドの内部挙動を追いたい時
F7ステップ・リターン現在のメソッドを最後まで実行して呼び出し元に戻るF5で潜りすぎた時の脱出
F8再開次のブレークポイントまで一気に進める。残っていなければプログラム終了まで走るループ序盤を観察したあと結果だけ見たい時
Ctrl+F2強制終了デバッグセッションを途中で終了するやり直したい時

普段は F6（1行ずつ）と F8（一気に進める）を覚えておけば事足りる。F5・F7 は自作メソッドが絡みはじめた段階で使い始めればよい。

複数のブレークポイントを置いたうえで F8 を使うと、「①初期値の確認 → F8 → ②ループ観察 → F8 → ③終了後の値確認」のように、確認したいポイント間を素早く飛び石で移動できる。

7. 変数をウォッチする（任意・おすすめ）

毎回変数ビューを目で追うのが煩雑なら、式ビューに登録する：

  1. ウィンドウ → ビューの表示 → 式（既に表示されていればスキップ）
  2. 式ビューの空欄をクリック
  3. total と入力 → Enter
  4. もう一行で i を追加
  5. さらに total + i のような式も書ける（次に total に何が入るか先読みできる）

8. 条件付きブレークポイント

毎回止めずに「特定の条件のときだけ止める」設定。

  1. ブレークポイント（緑●）を右クリック → ブレークポイントのプロパティー…
  2. ダイアログで 条件付き にチェック
  3. 条件式を入力（例：total > 80）
  4. OK

→ プログラムは普通に動き、total > 80 が true になる時点で初めて停止する。境界条件をピンポイントで観察したい時に便利。

9. デバッグ後のブレークポイント解除

確認が終わったら、ブレークポイントを以下のいずれかで処理する：

  • 解除（Remove）：緑●をダブルクリック、または右クリック → ブレークポイントの切り替え
  • 無効化（Disable）：右クリック → ブレークポイントを使用不可にする（位置は残るが効かなくなる、再利用しやすい）
  • 全削除：ウィンドウ → ビューの表示 → ブレークポイント でビュー右上の二重×アイコンをクリック

通常実行（Ctrl + F11）ではブレークポイントは無視されるため、消し忘れても害はない。デバッグ実行時のみ有効。

まとめ：覚えておきたいこと

  • ループの境界条件は F6 で1ステップずつ追う のが最速で理解できる
  • 普段は F6（1行進める）と F8（次のブレークポイントへ） だけで事足りる。F5・F7 はメソッドが絡んだ段階で使い始めればよい
  • ブレークポイントはコードに含まれず、通常実行時は無視されるので、消し忘れても害はない
  • 条件付きブレークポイントを覚えると、長いループの境界条件観察が一気に楽になる