iOS——调试工具LLDB学习
一、前言
lldb是个开源的内置于xcode的具有repl(read-eval-print-loop)特征的debugger,其可以安装c++或者python插件。在日常的开发和调试过程中给开发人员带来了非常多的帮助。了解并熟练掌握lldb的使用是非常有必要的。这篇文章将会带着大家一起了解在ios开发中lldb调试器的使用。
二、lldb基础
2.1 lldb基本语法
lldb的基本语法如下
<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创建一个上下文,子命令又为其子命令创建一个上下文,依此类推。
- <action>:执行命令的操作
- <options>:命令选项
- <arguement>:命令的参数
- []:表示命令是可选的,可以有也可以没有
举个例子,假设我们给main方法设置一个断点,我们使用下面的命令:
这个命令对应到上面的语法就是:
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
2.2 lldb的基本使用
2.2.1 help命令
lldb其中内置了非常多的功能,选择去硬背每一条指令并不是一个明智的选择。我们只需要记住一些常用的指令,在需要的时候通过help命令来查看相关的描述即可。
(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. ......
我们要查看某一个命令改如何使用时,可以使用 help <command> 来获取对应命令的使用方法。
(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命令的作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 :
expression <cmd-options> -- <expr> //<cmd-options>:命令选项,一般情况下使用默认的即可,不需要特别标明。 //--: 命令选项结束符,表示所有的命令选项已经设置完毕,如果没有命令选项,--可以省略 //<expr>: 要执行的表达式
说expression是lldb里面最重要的命令都不为过。因为他能实现2个功能。
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执行某个表达式。 我们在代码运行过程中,可以通过执行某个表达式来动态改变程序运行的轨迹。 假如我们在运行过程中,突然想把self.view颜色改成红色,看看效果。我们不必写下代码,重新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
// 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。 也就是说我们可以通过expression来打印东西。 假如我们想打印self.view
(lldb) expression self.view (uiview *) $0 = 0x00007f8ed7418480 (lldb) expression -- self.view (uiview *) $1 = 0x00007f8ed7418480
2.2.3 p & print & call & po 命令
一般情况下,我们直接用expression还是用得比较少的,更多时候我们用的是p、print、call。这三个命令其实都是 expression -- 的别名(--表示不再接受命令选项,详情见前面原始(raw)命令这一节):
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print: 打印某个东西,可以是变量和表达式
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p: 可以看做是print的简写
- po:oc里所有的对象都是用指针表示的,所以一般打印的时候,打印出来的是对象的指针,而不是对象本身。如果我们想打印对象。我们需要使用命令选项:-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,做法和nslog是一致的 -
call: 调用某个方法
表面上看起来他们可能有不一样的地方,实际都是执行某个表达式(变量也当做表达式),将执行的结果输出到控制台上。所以你可以用p调用某个方法,也可以用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
有时候我们想要了解线程堆栈信息,可以使用thread backtrace thread backtrace作用是将线程的堆栈打印出来。我们来看看他的语法 :
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我们一般不需要使用。 -c:设置打印堆栈的帧数(frame) -s:设置从哪个帧(frame)开始打印 -e:是否显示额外的回溯 */
e.g: 当发生crash的时候,我们可以使用thread backtrace查看堆栈调用。从下面的结果中,我们可以看到crash发生在-[viewcontroller viewdidload]中的第23行,只需检查这行代码是不是干了什么非法的事儿就可以了。
(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,如果你不想写那么长一串字母,直接写下bt即可
2.2.5 thread return命令
debug的时候,也许会因为各种原因,我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可以接受一个表达式,调用命令之后直接从当前的frame返回表达式的值。
thread return [<expr>]
e.g: 我们有一个somemethod方法,默认情况下是返回yes。我们想要让他返回no。我们只需在方法的开始位置加一个断点,当程序中断的时候,输入命令即可,效果相当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其他不常用的命令
thread 相关的还有其他一些不常用的命令,这里就简单介绍一下即可,如果需要了解更多,可以使用命令help thread查阅
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thread jump: 直接让程序跳到某一行。由于arc下编译器实际插入了不少retain,release命令。跳过一些代码不执行很可能会造成对象内存混乱发生crash。
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thread list: 列出所有的线程
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thread select: 选择某个线程
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thread until: 传入一个line的参数,让程序执行到这行的时候暂停
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thread info: 输出当前线程的信息
2.2.7 c & n & s & finish命令
一般在调试程序的时候,我们经常用到下面这4个按钮:
用触摸板的孩子们可能会觉得点击这4个按钮比较费劲。其实lldb命令也可以完成上面的操作,而且如果不输入命令,直接按enter键,lldb会自动执行上次的命令。按一下enter就能达到我们想要的效果,有木有顿时感觉逼格满满的!!! 我们来看看对应这4个按钮的lldb命令:
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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
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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
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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
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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
前面我们提到过很多次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,我们在控制台上输入命令bt,可以打印出来所有的frame。如果仔细观察,这些frame和左边红框里的堆栈是一致的。平时我们看到的左边的堆栈就是frame。
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frame variable:平时debug的时候我们经常做的事就是查看变量的值,通过frame variable命令,可以打印出当前frame的所有变量
(lldb) frame variable (viewcontroller *) self = 0x00007fa158526e60 (sel) _cmd = "text:" (bool) ret = yes (int) a = 3
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frame variable 参数:如果我们要需要打印指定变量,也可以给frame variable传入参数。不过frame variable只接受变量作为参数,不接受表达式,也就是说我们无法使用frame variable self.string,因为self.string是调用string的getter方法。所以一般打印指定变量,我更喜欢用p或者po。
(lldb) frame variable self->_string (nsstring *) self->_string = nil
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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
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frame select: 选择某个frame,当我们选择frame 1的时候,他会把frame1的信息和代码打印出来。不过一般我都是直接在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
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breakpoint set:设置断点,lldb提供了很多种设置断点的方式
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使用-n根据方法名设置断点
//我们想给所有类中的viewwillappear:设置一个断点 (lldb) breakpoint set -n viewwillappear: breakpoint 13: 33 locations.
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使用-f指定文件
// 我们只需要给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
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使用-l指定文件某一行设置断点
//我们想给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
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使用-c设置条件断点
//text:方法接受一个ret的参数,我们想让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
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使用-o设置单次断点
//如果刚刚那个断点我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
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使用-n根据方法名设置断点
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breakpoint command add:就是给断点添加命令的命令。多次对同一个断点添加命令,后面命令会将前面命令覆盖
//假设我们需要在viewcontroller的viewdidload中查看self.view的值 我们首先给-[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 /* 可以看到添加成功之后,这个breakpoint的id为3,然后我们给他增加一个命令:po self.view -o完整写法是--one-liner,表示增加一条命令。3表示对id为3的breakpoint增加命令。 添加完命令之后,每次程序执行到这个断点就可以自动打印出self.view的值了 */ (lldb) breakpoint command add -o "po self.view" 3 /* 如果我们一下子想增加多条命令,比如我想在viewdidload中打印当前frame的所有变量,但是我们不想让他中断,也就是在打印完成之后,需要继续执行。我们可以这样玩 输入breakpoint command add 3对断点3增加命令。他会让你输入增加哪些命令,输入’done’表示结束。这时候你就可以输入多条命令了 */ (lldb) breakpoint command add 3 enter your debugger command(s). type 'done' to end. > frame variable > continue > done
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breakpoint command list:查看某个断点已有的命令
//我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:有增加就有删除,breakpoint command delete可以让我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:有的时候我们可能暂时不想要某个断点,可以使用breakpoint disable让某个断点暂时失效,使用breakpoint enable再次让他生效。
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breakpoint delete:如果我们觉得这个断点以后再也用不上了,可以用breakpoint delete直接删除断点
//删除断点4 (lldb) breakpoint delete 4 1 breakpoints deleted; 0 breakpoint locations disabled. //如果我们想删除所有断点,只需要不指定breakpoint delete参数即可 (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,是不是真的想删除所有断点,需要你再次输入y确认。如果想直接删除,不需要他的提示,使用-f命令选项即可 (lldb) breakpoint delete -f all breakpoints removed. (1 breakpoint)
实际平时我们真正使用breakpoint命令反而比较少,因为xcode已经内置了断点工具。我们可以直接在代码上打断点,可以在断点工具栏里面查看编辑断点,这比使用lldb命令方便很多。不过了解lldb相关命令可以让我们对断点理解更深刻。 如果你想了解怎么使用xcode设置断点,可以阅读这篇文章《xcode中断点的威力》
2.2.10 watchpoint命令
breakpoint有一个孪生兄弟watchpoint。如果说breakpoint是对方法生效的断点,watchpoint就是对地址生效的断点。如果我们想要知道某个属性什么时候被篡改了,我们该怎么办呢?有人可能会说对setter方法打个断点不就行了么?但是如果更改的时候没调用setter方法呢? 这时候最好的办法就是用watchpoint。我们可以用他观察这个属性的地址。如果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。
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watchpoint set variable:一般情况下,要观察变量或者属性,使用watchpoint set variable命令即可。watchpoint set variable传入的是变量名。需要注意的是,这里不接受方法,所以不能使用watchpoint set variable self.string,因为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
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watchpoint set expression:如果我们想直接观察某个地址,可以使用watchpoint set expression
//我们先拿到_model的地址,然后对地址设置一个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
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watchpoint command add:和breakpoint一样,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 //可以看到这个watchpoint的id是1。我们可以用watchpoint command add -o添加单条命令 watchpoint command add -o 'bt' 1 //我们也可以一次添加多条命令 (lldb) watchpoint command add 1 enter your debugger command(s). type 'done' to end. > bt > continue > done
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watchpoint command list:列出某个watchpoint所有的command
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watchpoint command delete:删除某个watchpoint所有的command
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watchpoint list:查看当前所有watchpoint
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watchpoint disable/enable:使某个watchpoint失效/生效
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watchpoint delete:删除watchpoint,删除单个或多个,用法同breakpoint delete