使用GDB调试 · Go Web 编程

# 11.2 使用GDB调试开发程序过程中调试代码是开发者经常要做的一件事情，Go语言不像PHP、Python等动态语言，只要修改不需要编译就可以直接输出，而且可以动态的在运行环境下打印数据。当然Go语言也可以通过Println之类的打印数据来调试，但是每次都需要重新编译，这是一件相当麻烦的事情。我们知道在Python中有pdb/ipdb之类的工具调试，Javascript也有类似工具，这些工具都能够动态的显示变量信息，单步调试等。不过庆幸的是Go也有类似的工具支持：GDB。Go内部已经内置支持了GDB，所以，我们可以通过GDB来进行调试，那么本小节就来介绍一下如何通过GDB来调试Go程序。 ## GDB调试简介 GDB是FSF(自由软件基金会)发布的一个强大的类UNIX系统下的程序调试工具。使用GDB可以做如下事情： 1. 启动程序，可以按照开发者的自定义要求运行程序。 2. 可让被调试的程序在开发者设定的调置的断点处停住。（断点可以是条件表达式） 3. 当程序被停住时，可以检查此时程序中所发生的事。 4. 动态的改变当前程序的执行环境。目前支持调试Go程序的GDB版本必须大于7.1。编译Go程序的时候需要注意以下几点 1. 传递参数-ldflags "-s"，忽略debug的打印信息 2. 传递-gcflags "-N -l" 参数，这样可以忽略Go内部做的一些优化，聚合变量和函数等优化，这样对于GDB调试来说非常困难，所以在编译的时候加入这两个参数避免这些优化。 ## 常用命令 GDB的一些常用命令如下所示 - list 简写命令`l`，用来显示源代码，默认显示十行代码，后面可以带上参数显示的具体行，例如：`list 15`，显示十行代码，其中第15行在显示的十行里面的中间，如下所示。 10 time.Sleep(2 * time.Second) 11 c <- i 12 } 13 close(c) 14 } 15 16 func main() { 17 msg := "Starting main" 18 fmt.Println(msg) 19 bus := make(chan int) - break 简写命令 `b`,用来设置断点，后面跟上参数设置断点的行数，例如`b 10`在第十行设置断点。 - delete 简写命令 `d`,用来删除断点，后面跟上断点设置的序号，这个序号可以通过`info breakpoints`获取相应的设置的断点序号，如下是显示的设置断点序号。 Num Type Disp Enb Address What 2 breakpoint keep y 0x0000000000400dc3 in main.main at /home/xiemengjun/gdb.go:23 breakpoint already hit 1 time - backtrace 简写命令 `bt`,用来打印执行的代码过程，如下所示： #0 main.main () at /home/xiemengjun/gdb.go:23 #1 0x000000000040d61e in runtime.main () at /home/xiemengjun/go/src/pkg/runtime/proc.c:244 #2 0x000000000040d6c1 in schedunlock () at /home/xiemengjun/go/src/pkg/runtime/proc.c:267 #3 0x0000000000000000 in ?? () - info info命令用来显示信息，后面有几种参数，我们常用的有如下几种： - `info locals` 显示当前执行的程序中的变量值 - `info breakpoints` 显示当前设置的断点列表 - `info goroutines` 显示当前执行的goroutine列表，如下代码所示,带*的表示当前执行的 * 1 running runtime.gosched * 2 syscall runtime.entersyscall 3 waiting runtime.gosched 4 runnable runtime.gosched - print 简写命令`p`，用来打印变量或者其他信息，后面跟上需要打印的变量名，当然还有一些很有用的函数$len()和$cap()，用来返回当前string、slices或者maps的长度和容量。 - whatis 用来显示当前变量的类型，后面跟上变量名，例如`whatis msg`,显示如下： type = struct string - next 简写命令 `n`,用来单步调试，跳到下一步，当有断点之后，可以输入`n`跳转到下一步继续执行 - coutinue 简称命令 `c`，用来跳出当前断点处，后面可以跟参数N，跳过多少次断点 - set variable 该命令用来改变运行过程中的变量值，格式如：`set variable <var>=<value>` ## 调试过程我们通过下面这个代码来演示如何通过GDB来调试Go程序，下面是将要演示的代码： package main import ( "fmt" "time" ) func counting(c chan<- int) { for i := 0; i < 10; i++ { time.Sleep(2 * time.Second) c <- i } close(c) } func main() { msg := "Starting main" fmt.Println(msg) bus := make(chan int) msg = "starting a gofunc" go counting(bus) for count := range bus { fmt.Println("count:", count) } } 编译文件，生成可执行文件gdbfile: go build -gcflags "-N -l" gdbfile.go 通过gdb命令启动调试： gdb gdbfile 启动之后首先看看这个程序是不是可以运行起来，只要输入`run`命令回车后程序就开始运行，程序正常的话可以看到程序输出如下，和我们在命令行直接执行程序输出是一样的： (gdb) run Starting program: /home/xiemengjun/gdbfile Starting main count: 0 count: 1 count: 2 count: 3 count: 4 count: 5 count: 6 count: 7 count: 8 count: 9 [LWP 2771 exited] [Inferior 1 (process 2771) exited normally] 好了，现在我们已经知道怎么让程序跑起来了，接下来开始给代码设置断点： (gdb) b 23 Breakpoint 1 at 0x400d8d: file /home/xiemengjun/gdbfile.go, line 23. (gdb) run Starting program: /home/xiemengjun/gdbfile Starting main [New LWP 3284] [Switching to LWP 3284] Breakpoint 1, main.main () at /home/xiemengjun/gdbfile.go:23 23 fmt.Println("count:", count) 上面例子`b 23`表示在第23行设置了断点，之后输入`run`开始运行程序。现在程序在前面设置断点的地方停住了，我们需要查看断点相应上下文的源码，输入`list`就可以看到源码显示从当前停止行的前五行开始： (gdb) list 18 fmt.Println(msg) 19 bus := make(chan int) 20 msg = "starting a gofunc" 21 go counting(bus) 22 for count := range bus { 23 fmt.Println("count:", count) 24 } 25 } 现在GDB在运行当前的程序的环境中已经保留了一些有用的调试信息，我们只需打印出相应的变量，查看相应变量的类型及值： (gdb) info locals count = 0 bus = 0xf840001a50 (gdb) p count $1 = 0 (gdb) p bus $2 = (chan int) 0xf840001a50 (gdb) whatis bus type = chan int 接下来该让程序继续往下执行，请继续看下面的命令 (gdb) c Continuing. count: 0 [New LWP 3303] [Switching to LWP 3303] Breakpoint 1, main.main () at /home/xiemengjun/gdbfile.go:23 23 fmt.Println("count:", count) (gdb) c Continuing. count: 1 [Switching to LWP 3302] Breakpoint 1, main.main () at /home/xiemengjun/gdbfile.go:23 23 fmt.Println("count:", count) 每次输入`c`之后都会执行一次代码，又跳到下一次for循环，继续打印出来相应的信息。设想目前需要改变上下文相关变量的信息，跳过一些过程，并继续执行下一步，得出修改后想要的结果： (gdb) info locals count = 2 bus = 0xf840001a50 (gdb) set variable count=9 (gdb) info locals count = 9 bus = 0xf840001a50 (gdb) c Continuing. count: 9 [Switching to LWP 3302] Breakpoint 1, main.main () at /home/xiemengjun/gdbfile.go:23 23 fmt.Println("count:", count) 最后稍微思考一下，前面整个程序运行的过程中到底创建了多少个goroutine，每个goroutine都在做什么： (gdb) info goroutines * 1 running runtime.gosched * 2 syscall runtime.entersyscall 3 waiting runtime.gosched 4 runnable runtime.gosched (gdb) goroutine 1 bt #0 0x000000000040e33b in runtime.gosched () at /home/xiemengjun/go/src/pkg/runtime/proc.c:927 #1 0x0000000000403091 in runtime.chanrecv (c=void, ep=void, selected=void, received=void) at /home/xiemengjun/go/src/pkg/runtime/chan.c:327 #2 0x000000000040316f in runtime.chanrecv2 (t=void, c=void) at /home/xiemengjun/go/src/pkg/runtime/chan.c:420 #3 0x0000000000400d6f in main.main () at /home/xiemengjun/gdbfile.go:22 #4 0x000000000040d0c7 in runtime.main () at /home/xiemengjun/go/src/pkg/runtime/proc.c:244 #5 0x000000000040d16a in schedunlock () at /home/xiemengjun/go/src/pkg/runtime/proc.c:267 #6 0x0000000000000000 in ?? () 通过查看goroutines的命令我们可以清楚地了解goruntine内部是怎么执行的，每个函数的调用顺序已经明明白白地显示出来了。 ## 小结本小节我们介绍了GDB调试Go程序的一些基本命令，包括`run`、`print`、`info`、`set variable`、`coutinue`、`list`、`break` 等经常用到的调试命令，通过上面的例子演示，我相信读者已经对于通过GDB调试Go程序有了基本的理解，如果你想获取更多的调试技巧请参考官方网站的GDB调试手册，还有GDB官方网站的手册。 ## links * [目录](<preface.md>) * 上一节: [错误处理](<11.1.md>) * 下一节: [Go怎么写测试用例](<11.3.md>)