iOS——调试工具LLDB学习

时间 2019-11-20

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1、前言

　　LLDB是个开源的内置于XCode的具备REPL(read-eval-print-loop)特征的Debugger，其能够安装C++或者Python插件。在平常的开发和调试过程当中给开发人员带来了很是多的帮助。了解并熟练掌握LLDB的使用是很是有必要的。这篇文章将会带着你们一块儿了解在iOS开发中LLDB调试器的使用。express

2、LLDB基础

2.1 LLDB基本语法

　　LLDB的基本语法以下sass

<command> [<subcommand> [<subcommand>...]] <action> [-options [option-value]] [argument [argument...]]

<command>(命令)和<subcommand>(子命令)：LLDB调试命令的名称。命令和子命令按层级结构来排列：一个命令对象为跟随其的子命令对象建立一个上下文，子命令又为其子命令建立一个上下文，依此类推。

<action>：执行命令的操做
<options>：命令选项
<arguement>：命令的参数
[]：表示命令是可选的，能够有也能够没有

　　举个例子，假设咱们给main方法设置一个断点，咱们使用下面的命令：

　　这个命令对应到上面的语法就是：markdown

1. command: breakpoint 表示断点命令 2. action: set 表示设置断点 3. option: -n 表示根据方法name设置断点 4. arguement: mian 表示方法名为mian　　app

2.2 LLDB的基本使用

2.2.1 Help命令　　

　　LLDB其中内置了很是多的功能，选择去硬背每一条指令并非一个明智的选择。咱们只须要记住一些经常使用的指令，在须要的时候经过help命令来查看相关的描述便可。dom

(lldb) help
Debugger commands:
  apropos           -- List debugger commands related to a word or subject.
  breakpoint        -- Commands for operating on breakpoints (see 'help b' for
                       shorthand.)
  bugreport         -- Commands for creating domain-specific bug reports.
  command           -- Commands for managing custom LLDB commands.
  disassemble       -- Disassemble specified instructions in the current
                       target.  Defaults to the current function for the
                       current thread and stack frame.
  expression        -- Evaluate an expression on the current thread.  Displays
                       any returned value with LLDB's default formatting.
  frame             -- Commands for selecting and examing the current thread's
                       stack frames.
  gdb-remote        -- Connect to a process via remote GDB server.  If no host
                       is specifed, localhost is assumed.
  gui               -- Switch into the curses based GUI mode.
  help              -- Show a list of all debugger commands, or give details
                       about a specific command.
......

　　咱们要查看某一个命令改如何使用时，可使用 help <command> 来获取对应命令的使用方法。工具

(lldb) help expression
     Evaluate an expression on the current thread.  Displays any returned value
     with LLDB's default formatting.  Expects 'raw' input (see 'help
     raw-input'.)

Syntax: expression <cmd-options> -- <expr>

Command Options Usage:
  expression [-AFLORTgp] [-f <format>] [-G <gdb-format>] [-a <boolean>] [-i <boolean>] [-t <unsigned-integer>] [-u <boolean>] [-l <source-language>] [-X <boolean>] [-v[<description-verbosity>]] [-j <boolean>] [-d <none>] [-S <boolean>] [-D <count>] [-P <count>] [-Y[<count>]] [-V <boolean>] [-Z <count>] -- <expr>
  expression [-AFLORTgp] [-a <boolean>] [-i <boolean>] [-t <unsigned-integer>] [-u <boolean>] [-l <source-language>] [-X <boolean>] [-j <boolean>] [-d <none>] [-S <boolean>] [-D <count>] [-P <count>] [-Y[<count>]] [-V <boolean>] [-Z <count>] -- <expr>
  expression [-r] -- <expr>
  expression <expr>

       -A ( --show-all-children )
            Ignore the upper bound on the number of children to show.

       -D <count> ( --depth <count> )
            Set the max recurse depth when dumping aggregate types (default is
            infinity).

。。。。。。

Examples:

    expr my_struct->a = my_array[3]
    expr -f bin -- (index * 8) + 5
    expr unsigned int $foo = 5
    expr char c[] = \"foo\"; c[0]
     
     Important Note: Because this command takes 'raw' input, if you use any
     command options you must use ' -- ' between the end of the command options
     and the beginning of the raw input.

2.2.2 expression命令

　　expression命令的做用是执行一个表达式，并将表达式返回的结果输出。expression的完整语法是这样的：oop

expression <cmd-options> -- <expr>

//<cmd-options>：命令选项，通常状况下使用默认的便可，不须要特别标明。
//--: 命令选项结束符，表示全部的命令选项已经设置完毕，若是没有命令选项，--能够省略
//<expr>: 要执行的表达式

　　说expression是LLDB里面最重要的命令都不为过。由于他能实现2个功能。ui

执行某个表达式。咱们在代码运行过程当中，能够经过执行某个表达式来动态改变程序运行的轨迹。假如咱们在运行过程当中，忽然想把self.view颜色改为红色，看看效果。咱们没必要写下代码，从新run，只需暂停程序，用expression改变颜色，再刷新一下界面，就能看到效果this
```
// 改变颜色
 (lldb) expression -- self.view.backgroundColor = [UIColor redColor]
 // 刷新界面
 (lldb) expression -- (void)[CATransaction flush]
```

将返回值输出。也就是说咱们能够经过expression来打印东西。假如咱们想打印self.viewlua

(lldb) expression self.view
(UIView *) $0 = 0x00007f8ed7418480
(lldb) expression -- self.view
(UIView *) $1 = 0x00007f8ed7418480

2.2.3 p & print & call & po 命令

　　通常状况下，咱们直接用expression仍是用得比较少的，更多时候咱们用的是p、print、call。这三个命令其实都是 expression -- 的别名（--表示再也不接受命令选项，详情见前面原始(raw）命令这一节）：

print: 打印某个东西，能够是变量和表达式
p: 能够看作是print的简写
po：OC里全部的对象都是用指针表示的，因此通常打印的时候，打印出来的是对象的指针，而不是对象自己。若是咱们想打印对象。咱们须要使用命令选项:-O。为了更方便的使用，LLDB为expression -O –定义了一个别名：po。p打印的是当前对象的地址而po则会调用对象的description方法，作法和NSLog是一致的
call: 调用某个方法

　　表面上看起来他们可能有不同的地方，实际都是执行某个表达式（变量也当作表达式），将执行的结果输出到控制台上。因此你能够用p调用某个方法，也能够用call打印东西 e.g: 下面代码效果相同：

(lldb) expression -- self.view
(UIView *) $5 = 0x00007fb2a40344a0
(lldb) p self.view
(UIView *) $6 = 0x00007fb2a40344a0
(lldb) print self.view
(UIView *) $7 = 0x00007fb2a40344a0
(lldb) call self.view
(UIView *) $8 = 0x00007fb2a40344a0
(lldb) e self.view
(UIView *) $9 = 0x00007fb2a40344a0

(lldb) expression -O -- self.view
<UIView: 0x7fb2a40344a0; frame = (0 0; 375 667); autoresize = W+H; layer = <CALayer: 0x7fb2a4018c80>>
(lldb) po self.view
<UIView: 0x7fb2a40344a0; frame = (0 0; 375 667); autoresize = W+H; layer = <CALayer: 0x7fb2a4018c80>>

2.2.4 thread backtrace命令

　　有时候咱们想要了解线程堆栈信息，可使用thread backtrace thread backtrace做用是将线程的堆栈打印出来。咱们来看看他的语法 :

thread backtrace [-c <count>] [-s <frame-index>] [-e <boolean>]

/*
   * thread backtrace后面跟的都是命令选项，实际上这些命令选项咱们通常不须要使用。
    -c：设置打印堆栈的帧数(frame)
    -s：设置从哪一个帧(frame)开始打印
    -e：是否显示额外的回溯
*/

e.g: 当发生crash的时候，咱们可使用thread backtrace查看堆栈调用。从下面的结果中，咱们能够看到crash发生在-[ViewController viewDidLoad]中的第23行，只需检查这行代码是否是干了什么非法的事儿就能够了。

(lldb) thread backtrace
* thread #1: tid = 0xdd42, 0x000000010afb380b libobjc.A.dylib`objc_msgSend + 11, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = EXC_BAD_ACCESS (code=EXC_I386_GPFLT)
    frame #0: 0x000000010afb380b libobjc.A.dylib`objc_msgSend + 11
  * frame #1: 0x000000010aa9f75e TLLDB`-[ViewController viewDidLoad](self=0x00007fa270e1f440, _cmd="viewDidLoad") + 174 at ViewController.m:23
    frame #2: 0x000000010ba67f98 UIKit`-[UIViewController loadViewIfRequired] + 1198
    frame #3: 0x000000010ba682e7 UIKit`-[UIViewController view] + 27
    frame #4: 0x000000010b93eab0 UIKit`-[UIWindow addRootViewControllerViewIfPossible] + 61
    frame #5: 0x000000010b93f199 UIKit`-[UIWindow _setHidden:forced:] + 282
    frame #6: 0x000000010b950c2e UIKit`-[UIWindow makeKeyAndVisible] + 42

此外，LLDB还为backtrace专门定义了一个别名：bt，他的效果与thread backtrace相同，若是你不想写那么长一串字母，直接写下bt便可

2.2.5 thread return命令

　　Debug的时候，也许会由于各类缘由，咱们不想让代码执行某个方法，或者要直接返回一个想要的值。这时候就该thread return上场了。thread return能够接受一个表达式，调用命令以后直接从当前的frame返回表达式的值。

thread return [<expr>]

　　e.g: 咱们有一个someMethod方法，默认状况下是返回YES。咱们想要让他返回NO。咱们只需在方法的开始位置加一个断点，当程序中断的时候，输入命令便可，效果至关于在断点位置直接调用return NO;，不会执行断点后面的代码。

(lldb) thread return NO

2.2.6 thread其余不经常使用的命令

　　thread 相关的还有其余一些不经常使用的命令，这里就简单介绍一下便可，若是须要了解更多，可使用命令help thread查阅

thread jump: 直接让程序跳到某一行。因为ARC下编译器实际插入了很多retain，release命令。跳过一些代码不执行极可能会形成对象内存混乱发生crash。
thread list: 列出全部的线程
thread select: 选择某个线程
thread until: 传入一个line的参数，让程序执行到这行的时候暂停
thread info: 输出当前线程的信息

2.2.7 c & n & s & finish命令

　　通常在调试程序的时候，咱们常常用到下面这4个按钮：

　　用触摸板的孩子们可能会以为点击这4个按钮比较费劲。其实LLDB命令也能够完成上面的操做，并且若是不输入命令，直接按Enter键，LLDB会自动执行上次的命令。按一下Enter就能达到咱们想要的效果，有木有顿时感受逼格满满的！！！咱们来看看对应这4个按钮的LLDB命令：

c/ continue/ thread continue: 这三个命令效果都等同于上图中第一个按钮的。表示程序继续运行
n/ next/ thread step-over: 这三个命令效果等同于上图第二个按钮。表示单步运行
s/ step/ thread step-in: 这三个命令效果等同于上图第三个按钮。表示进入某个方法
finish/ step-out: 这两个命令效果等同于第四个按钮。表示直接走完当前方法，返回到上层frame

2.2.8 frame命令

　　前面咱们提到过不少次frame（帧）。可能有的朋友对frame这个概念还不太了解。随便打个断点，咱们在控制台上输入命令bt，能够打印出来全部的frame。若是仔细观察，这些frame和左边红框里的堆栈是一致的。平时咱们看到的左边的堆栈就是frame。

frame variable：平时Debug的时候咱们常常作的事就是查看变量的值，经过frame variable命令，能够打印出当前frame的全部变量
```
(lldb) frame variable
(ViewController *) self = 0x00007fa158526e60
(SEL) _cmd = "text:"
(BOOL) ret = YES
(int) a = 3
```
frame variable 参数：若是咱们要须要打印指定变量，也能够给frame variable传入参数。不过frame variable只接受变量做为参数，不接受表达式，也就是说咱们没法使用frame variable self.string，由于self.string是调用string的getter方法。因此通常打印指定变量，我更喜欢用p或者po。
```
(lldb) frame variable self->_string
(NSString *) self->_string = nil
```

frame info: 查看当前frame的信息

(lldb) frame info
frame #0: 0x0000000101bf87d5 TLLDB`-[ViewController text:](self=0x00007fa158526e60, _cmd="text:", ret=YES) + 37 at ViewController.m:38

frame select: 选择某个frame，当咱们选择frame 1的时候，他会把frame1的信息和代码打印出来。不过通常我都是直接在Xcode左边点击某个frame，这样更方便

(lldb) frame select 1
frame #1: 0x0000000101bf872e TLLDB`-[ViewController viewDidLoad](self=0x00007fa158526e60, _cmd="viewDidLoad") + 78 at ViewController.m:23
        
         - (void)viewDidLoad {
             [super viewDidLoad];
            [self text:YES];
            NSLog(@"1");
            NSLog(@"2");
            NSLog(@"3");

2.2.9 breakpoint命令

breakpoint set：设置断点，LLDB提供了不少种设置断点的方式

使用-n根据方法名设置断点

//咱们想给全部类中的viewWillAppear:设置一个断点
(lldb) breakpoint set -n viewWillAppear:
    Breakpoint 13: 33 locations.

使用-f指定文件

// 咱们只须要给ViewController.m文件中的viewDidLoad设置断点
(lldb) breakpoint set -f ViewController.m -n viewDidLoad
    Breakpoint 22: where = TLLDB`-[ViewController viewDidLoad] + 20 at ViewController.m:22, address = 0x000000010272a6f4

使用-l指定文件某一行设置断点

//咱们想给ViewController.m第38行设置断点
(lldb) breakpoint set -f ViewController.m -l 38
Breakpoint 23: where = TLLDB`-[ViewController text:] + 37 at ViewController.m:38, address = 0x000000010272a7d5

使用-c设置条件断点

//text:方法接受一个ret的参数，咱们想让ret == YES的时候程序中断
(lldb) breakpoint set -n text: -c ret == YES
Breakpoint 7: where = TLLDB`-[ViewController text:] + 30 at ViewController.m:37, address = 0x0000000105ef37ce

使用-o设置单次断点

//若是刚刚那个断点咱们只想让他中断一次
(lldb) breakpoint set -n text: -o
'breakpoint 3': where = TLLDB`-[ViewController text:] + 30 at ViewController.m:37, address = 0x000000010b6f97ce

breakpoint command add：就是给断点添加命令的命令。屡次对同一个断点添加命令，后面命令会将前面命令覆盖

 //假设咱们须要在ViewController的viewDidLoad中查看self.view的值 咱们首先给-[ViewController viewDidLoad]添加一个断点
(lldb) breakpoint set -n "-[ViewController viewDidLoad]"
'breakpoint 3': where = TLLDB`-[ViewController viewDidLoad] + 20 at ViewController.m:23, address = 0x00000001055e6004
 
/*
    能够看到添加成功以后，这个breakpoint的id为3，而后咱们给他增长一个命令：po self.view
    -o完整写法是--one-liner，表示增长一条命令。3表示对id为3的breakpoint增长命令。 添加完命令以后，每次程序执行到这个断点就能够自动打印出self.view的值了
*/
(lldb) breakpoint command add -o "po self.view" 3
 
/*
    若是咱们一会儿想增长多条命令，好比我想在viewDidLoad中打印当前frame的全部变量，可是咱们不想让他中断，也就是在打印完成以后，须要继续执行。咱们能够这样玩
    输入breakpoint command add 3对断点3增长命令。他会让你输入增长哪些命令，输入’DONE’表示结束。这时候你就能够输入多条命令了
*/
(lldb) breakpoint command add 3
Enter your debugger command(s).  Type 'DONE' to end.
> frame variable
> continue
> DONE

breakpoint command list：查看某个断点已有的命令

//咱们查看一下刚刚的断点3已有的命令
(lldb) breakpoint command list 3
'breakpoint 3':
    Breakpoint commands:
      frame variable
      continue

breakpoint command delete：有增长就有删除，breakpoint command delete可让咱们删除某个断点的命令
breakpoint list：查看已经设置了哪些断点
breakpoint disable/enable：有的时候咱们可能暂时不想要某个断点，可使用breakpoint disable让某个断点暂时失效，使用breakpoint enable再次让他生效。

breakpoint delete：若是咱们以为这个断点之后再也用不上了，能够用breakpoint delete直接删除断点

//删除断点4
(lldb) breakpoint delete 4
1 breakpoints deleted; 0 breakpoint locations disabled.
 
//若是咱们想删除全部断点，只须要不指定breakpoint delete参数便可
(lldb) breakpoint delete
About to delete all breakpoints, do you want to do that?: [Y/n] y
All breakpoints removed. (1 breakpoint)
 
//删除的时候他会提示你，是否是真的想删除全部断点，须要你再次输入Y确认。若是想直接删除，不须要他的提示，使用-f命令选项便可
(lldb) breakpoint delete -f
All breakpoints removed. (1 breakpoint)

　　实际平时咱们真正使用breakpoint命令反而比较少，由于Xcode已经内置了断点工具。咱们能够直接在代码上打断点，能够在断点工具栏里面查看编辑断点，这比使用LLDB命令方便不少。不过了解LLDB相关命令可让咱们对断点理解更深入。若是你想了解怎么使用Xcode设置断点，能够阅读这篇文章《Xcode中断点的威力》

2.2.10 watchpoint命令

　　breakpoint有一个孪生兄弟watchpoint。若是说breakpoint是对方法生效的断点，watchpoint就是对地址生效的断点。若是咱们想要知道某个属性何时被篡改了，咱们该怎么办呢？有人可能会说对setter方法打个断点不就好了么？可是若是更改的时候没调用setter方法呢？这时候最好的办法就是用watchpoint。咱们能够用他观察这个属性的地址。若是地址里面的东西改变了，就让程序中断

watchpoint set：用于添加一个watchpoint。只要这个地址中的内容变化了，程序就会中断。
watchpoint set variable：通常状况下，要观察变量或者属性，使用watchpoint set variable命令便可。watchpoint set variable传入的是变量名。须要注意的是，这里不接受方法，因此不能使用watchpoint set variable self.string，由于self.string调用的是string的getter方法
```
(lldb) watchpoint set variable self->_string
Watchpoint created: Watchpoint 1: addr = 0x7fcf3959c418 size = 8 state = enabled type = w
    watchpoint spec = 'self->_string'
    new value: 0x0000000000000000
```

watchpoint set expression：若是咱们想直接观察某个地址，可使用watchpoint set expression

//咱们先拿到_model的地址，而后对地址设置一个watchpoint
(lldb) p &_model
(Modek **) $3 = 0x00007fe0dbf23280
(lldb) watchpoint set expression 0x00007fe0dbf23280
Watchpoint created: Watchpoint 1: addr = 0x7fe0dbf23280 size = 8 state = enabled type = w
    new value: 0

watchpoint command add：和breakpoint同样，给watchpoint添加命令

//设置一个watchpoint
(lldb) watchpoint set variable _string
Watchpoint created: Watchpoint 1: addr = 0x7fe4e1444760 size = 8 state = enabled type = w
    watchpoint spec = '_string'
    new value: 0x0000000000000000
 
//能够看到这个watchpoint的id是1。咱们能够用watchpoint command add -o添加单条命令
watchpoint command add -o 'bt' 1

//咱们也能够一次添加多条命令
(lldb) watchpoint command add 1
Enter your debugger command(s).  Type 'DONE' to end.
> bt
> continue
> DONE

watchpoint command list：列出某个watchpoint全部的command
watchpoint command delete：删除某个watchpoint全部的command
watchpoint list：查看当前全部watchpoint
watchpoint disable/enable：使某个watchpoint失效/生效
watchpoint delete：删除watchpoint，删除单个或多个，用法同breakpoint delete