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

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

Visual Studio調(diào)試之?dāng)帱c技巧篇

在上一篇文章Visual Studio調(diào)試之?dāng)帱c基礎(chǔ)篇里面介紹了什么是斷點，INT 是Intel系列CPU的一個指令，可以讓程序產(chǎn)生一個中斷或者異常。程序中如果有中斷或者異常發(fā)生了以后，CPU會中斷程序的執(zhí)行，去一個叫做IDT的部件查找處理這個中斷（或者異常）的例程（Handler）。IDT是操作系統(tǒng)在啟動的時候初始化的，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的例程入口。這個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)就會終止程序的執(zhí)行。

3.       否則操作系統(tǒng)啟動調(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，因此我們在Visual Studio里，在相應(yīng)的代碼行里面點一下，出現(xiàn)一個小紅球，也就是說Visual Studio在程序指令集某個地方動態(tài)地添加了一個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，我們在源代碼（文本文件）里面設(shè)置斷點的，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，是因為通常一行C++或者 C#代碼都會對應(yīng)好幾行匯編指令。

因此，Visual Studio需要一個額外的文件來執(zhí)行這個翻譯過程，這個額外的文件叫做調(diào)試符號文件（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++編譯器都會生成這個調(diào)試符號文件，.pdb 文件。所以如果你花一點時間看看Debug文件夾的話，你就會發(fā)現(xiàn)這個文件。

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

條件斷點

首先我們先看看如何設(shè)置條件斷點，條件斷點有兩種，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，你有一個循環(huán)，循環(huán)1000次，你知道有一個BUG總是在500次之后才會出現(xiàn)，因此肯定希望在循環(huán)內(nèi)設(shè)置一個斷點，但是前面500次都不會觸發(fā)這個斷點，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“斷點條件（Breakpoint Condition）”對話框里面，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—否則就不是一個條件了。

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

知道斷點的原理以后，理解條件斷點應(yīng)該就不會是問題了。

監(jiān)視斷點（Watching Point）

有的時候，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)試一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，一個程序可能在接收數(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好主意，但是如果你只是想臨時看看一些變量的值呢？

這個時候，監(jiān)視斷點就很有用了，Visual Studio的監(jiān)視斷點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)視斷點的用法：

設(shè)置監(jiān)視斷點的步驟，或者說是注意事項吧：

1.       設(shè)置一個普通的斷點

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

3.       鉤選 第一個“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，你輸入的文本會被直接打印到調(diào)試的輸出窗口里面來。除了：

a.       以$符號開頭的幾個關(guān)鍵字。比如$FUNCTION就會被替換成斷點所在的函數(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 {}包含起來的變量名，這樣的字符串會被替換成變量的值。

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

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

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