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Visual Studio調(diào)試之?dāng)帱c(diǎn)基礎(chǔ)篇

Visual Studio調(diào)試之?dāng)帱c(diǎn)進(jìn)階篇

Visual Studio調(diào)試之?dāng)帱c(diǎn)技巧篇

在上一篇文章Visual Studio調(diào)試之?dāng)帱c(diǎn)基礎(chǔ)篇里面介紹了什么是斷點(diǎn)，INT 是Intel系列CPU的一個(gè)指令，可以讓程序產(chǎn)生一個(gè)中斷或者異常。程序中如果有中斷或者異常發(fā)生了以后，CPU會(huì)中斷程序的執(zhí)行，去一個(gè)叫做IDT的部件查找處理這個(gè)中斷（或者異常）的例程（Handler）。IDT是操作系統(tǒng)在啟動(dòng)的時(shí)候初始化的，至于IDT的細(xì)節(jié)問題，例如什么是IDT，怎樣編寫一個(gè)IDT的例程，怎樣 初始化IDT，可以去網(wǎng)上搜索一些資料。

總之，這里我們只要知道，CPU在執(zhí)行程序指令過程中，碰到INT 3中斷程序的執(zhí)行，CPU然后去IDT表里面找到處理斷點(diǎn)的例程入口。這個(gè)例程要做的事情就是：

1.       先看看機(jī)器里面是不是安裝了一個(gè)調(diào)試器—記住，這一步很重要，之所以重要以后的文章里面會(huì)介紹。

2.       如果機(jī)器里面沒有安裝調(diào)試器，那么操作系統(tǒng)就會(huì)終止程序的執(zhí)行。

3.       否則操作系統(tǒng)啟動(dòng)調(diào)試器，并將調(diào)試器附到進(jìn)程上。

4.       這樣，我們才能在調(diào)試器里面檢查程序內(nèi)部變量的值。

前面文章里面的INT 3 （或者DebugBreak()，或者Debugger.Break()）指令是我們自己在代碼里面硬編碼進(jìn)去的，因此我們?cè)?/span>Visual Studio里，在相應(yīng)的代碼行里面點(diǎn)一下，出現(xiàn)一個(gè)小紅球，也就是說Visual Studio在程序指令集某個(gè)地方動(dòng)態(tài)地添加了一個(gè)INT 3指令。現(xiàn)在的問題來了，Visual Studio是如何在程序中正確找到插入INT 3指令的位置的？

或者更具體一些，我們?cè)谠创a（文本文件）里面設(shè)置斷點(diǎn)的，Visual Studio需要把代碼行翻譯成在程序指令集中的位置。Visual Studio之所以需要做翻譯，是因?yàn)橥ǔＲ恍?/span>C++或者 C#代碼都會(huì)對(duì)應(yīng)好幾行匯編指令。

因此，Visual Studio需要一個(gè)額外的文件來執(zhí)行這個(gè)翻譯過程，這個(gè)額外的文件叫做調(diào)試符號(hào)文件（Symbols），是由編譯器生成的。Visual Studio系列的編譯器，不論是C#、VB.NET還是C++編譯器都會(huì)生成這個(gè)調(diào)試符號(hào)文件，.pdb 文件。所以如果你花一點(diǎn)時(shí)間看看Debug文件夾的話，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)文件。

因此我們來看看Visual Studio支持的各種斷點(diǎn)，并解釋各種斷點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)方式

條件斷點(diǎn)

首先我們先看看如何設(shè)置條件斷點(diǎn)，條件斷點(diǎn)有兩種，一種是根據(jù)觸發(fā)的次數(shù)來設(shè)置，另外一種是根據(jù)一條預(yù)置的條件來設(shè)置。

根據(jù)觸發(fā)次數(shù)設(shè)置

比如說，你有一個(gè)循環(huán)，循環(huán)1000次，你知道有一個(gè)BUG總是在500次之后才會(huì)出現(xiàn)，因此肯定希望在循環(huán)內(nèi)設(shè)置一個(gè)斷點(diǎn)，但是前面500次都不會(huì)觸發(fā)這個(gè)斷點(diǎn)，否則連續(xù)按500次的F5的確不是一件輕松的差事。

根據(jù)預(yù)置條件來設(shè)置

如果你已經(jīng)知道一些條件可能會(huì)引發(fā)Bug，那么根據(jù)條件來設(shè)置則最合適不過了。如下圖所示：

在“斷點(diǎn)條件（Breakpoint Condition）”對(duì)話框里面，只需要輸入一條正常的C#、C++或者VB.NET的語句就可以了（當(dāng)然，語法是根據(jù)你項(xiàng)目里面的源代碼語法一致），這條語句的要求是必須返回bool值—否則就不是一個(gè)條件了。

第三個(gè)還有斷點(diǎn)過濾器，當(dāng)你在斷點(diǎn)上，右鍵點(diǎn)擊彈出的菜單里面，會(huì)有一個(gè)“過濾（Filter）”菜單，它允許你限制將斷點(diǎn)僅設(shè)置在特定的線程上。這里我就不細(xì)講了，有興趣的話，可以自己寫一個(gè)多線程或者多進(jìn)程程序試試這個(gè)功能。

知道斷點(diǎn)的原理以后，理解條件斷點(diǎn)應(yīng)該就不會(huì)是問題了。

監(jiān)視斷點(diǎn)（Watching Point）

有的時(shí)候，你可能需要查看程序內(nèi)部一些變量的值，但是你又不希望中斷程序的執(zhí)行。例如你在調(diào)試一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，一個(gè)程序可能在接收數(shù)據(jù)包，你想看看數(shù)據(jù)包的格式，但如果中斷程序的執(zhí)行，會(huì)導(dǎo)致后續(xù)的數(shù)據(jù)包丟失。

因此，我們一般的做法就是在源代碼里面加一些日志記錄代碼，這樣可以將一些變量的值記錄下來，以便后續(xù)分析。如果日志在產(chǎn)品發(fā)布以后還需要的話，在源代碼里面加入這些日志代碼固然是一個(gè)好主意，但是如果你只是想臨時(shí)看看一些變量的值呢？

這個(gè)時(shí)候，監(jiān)視斷點(diǎn)就很有用了，Visual Studio的監(jiān)視斷點(diǎn)就可以讓你做到在不修改程序源代碼的前提下，在調(diào)試器窗口中打印一些變量的值。

下圖演示了監(jiān)視斷點(diǎn)的用法：

設(shè)置監(jiān)視斷點(diǎn)的步驟，或者說是注意事項(xiàng)吧：

1.       設(shè)置一個(gè)普通的斷點(diǎn)

2.       右鍵單擊剛剛設(shè)置的斷點(diǎn)，在彈出菜單里面選擇“When Hit…”

3.       鉤選 第一個(gè)“打印一條消息（Print a message）”復(fù)選框，輸入一串文本，默認(rèn)情況下，你輸入的文本會(huì)被直接打印到調(diào)試的輸出窗口里面來。除了：

a.       以$符號(hào)開頭的幾個(gè)關(guān)鍵字。比如$FUNCTION就會(huì)被替換成斷點(diǎn)所在的函數(shù)名。其他有一些關(guān)鍵字在“When Breakpoints Is Hit”窗口當(dāng)中有詳細(xì)的說明。

b.      使用 大括號(hào) {}包含起來的變量名，這樣的字符串會(huì)被替換成變量的值。

這下面就是監(jiān)視斷點(diǎn)的效果，注意，你只能在Visual Studio的“輸出（Output）”窗口中查看結(jié)果。

監(jiān)視斷點(diǎn)相對(duì)于日志記錄的好處是，你不需要改動(dòng)源代碼，并且重新編譯代碼。實(shí)際上Visual Studio實(shí)現(xiàn)監(jiān)視斷點(diǎn)的原理也很簡單，就是插入一個(gè)普通的斷點(diǎn)，斷點(diǎn)觸發(fā)之后處理并且打印在“When Breakpoints Is Hit”窗口輸出的表達(dá)式，最后自動(dòng)恢復(fù)程序的執(zhí)行。

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