免費(fèi)建立網(wǎng)站的軟件任務(wù)推廣引流平臺
1 導(dǎo)言
在軟件開發(fā)周期中，測試和修正缺陷（defect，defect與bug的區(qū)別：Bug是缺陷的一種表現(xiàn)形式，而一個(gè)缺陷是可以引起多種Bug的）的時(shí)間遠(yuǎn)多于寫代碼的時(shí)間。通常，debug是指發(fā)現(xiàn)缺陷并改正的過程。修正缺陷緊隨debug之后，或者說二者是相關(guān)的。如果代碼中存在缺陷，我們首先要識別造成缺陷的根本原因（root cause），這個(gè)過程就稱作調(diào)試（debugging）。找到根本原因后，就可以修正缺陷。
那么如何調(diào)試代碼呢？Visual Studio提供了很多用于調(diào)試的工具。有時(shí)調(diào)試需要花費(fèi)大量時(shí)間去識別root cause。VS提供了許多輔助調(diào)試的便捷的工具。調(diào)試器（Debugger）包含錯誤列表、添加斷點(diǎn)、可視化的程序流程、控制執(zhí)行流程、Data Tips、監(jiān)視窗口（watch windows）、多線程調(diào)試、線程窗口、并行調(diào)試概覽以及IntelliTrace調(diào)試概覽。我希望本文能夠?qū)φ{(diào)試功能的使用者有所裨益。請注意，本文使用VS2010。某些功能在舊版本中也是一致的，但是VS2010新增了許多features（Labeling breakpoint, Pinned DataTip, Multithreaded Debugging, Parallel debugging and IntelliTrace）。
注釋： ? ? ? ?先CTRL+K，然后CTRL+C
取消注釋：?先CTRL+K，然后CTRL+U
2 如何啟動調(diào)試？
可以通過VS的調(diào)試（Debug）菜單啟動調(diào)試。點(diǎn)擊調(diào)試菜單下的“啟動調(diào)試”或者按F5鍵啟動。如果你已經(jīng)在代碼中加入了斷點(diǎn)，那么執(zhí)行會自動開始。
圖 啟動調(diào)試（Start Debugging）
“附加到進(jìn)程（Attach to Process）”是另一種啟動調(diào)試的方法。Attach Process會為應(yīng)用程序啟動一個(gè)調(diào)試會話。可能我們更熟悉ASP.NET Web應(yīng)用的Attach Process調(diào)試。我發(fā)了另外兩篇相關(guān)的帖子。如下：
- Debug Your ASP.NET Application that Hosted on IIS
- Remote IIS Debugging: Debug your ASP.NET Application which is hosted on "Remote IIS Server"
通常我們通過在可能存在問題代碼處加斷點(diǎn)來啟動調(diào)試。因此，我們從斷點(diǎn)開始講起。
3 斷點(diǎn)（Breakpoints）
斷點(diǎn)用于通知調(diào)試器何時(shí)何處暫停程序的執(zhí)行。通過點(diǎn)擊左邊欄或者按F9鍵在當(dāng)前行添加斷點(diǎn)。在加斷點(diǎn)之前，你需要知道你的代碼將會出現(xiàn)什么錯誤，在什么地方停止執(zhí)行。當(dāng)調(diào)試器執(zhí)行到斷點(diǎn)處時(shí)，你可以使用其他的調(diào)試工具核對代碼何處出現(xiàn)錯誤。
圖 設(shè)置斷點(diǎn)（Set Breakpoint）
3.1 使用斷點(diǎn)進(jìn)行調(diào)試
你已經(jīng)在你想要暫停執(zhí)行的地方設(shè)置了斷點(diǎn)?，F(xiàn)在按F5鍵啟動調(diào)試，當(dāng)程序執(zhí)行到斷點(diǎn)處時(shí)，自動暫停執(zhí)行。此時(shí)你有多種方式來檢查代碼。命中斷點(diǎn)（hit the breakpoint）后，加斷點(diǎn)的行變?yōu)辄S色，意指下一步將執(zhí)行此行。
在中斷模式下，你有多條可使用的命令，使用相應(yīng)命令進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)試。
圖 斷點(diǎn)工具條（Breakpoint Toolbar）
3.1.1 逐過程（Step Over）
調(diào)試器執(zhí)行到斷點(diǎn)后，你可能需要一條一條的執(zhí)行代碼。 ”Step Over“[F10]命令用于一條一條的執(zhí)行代碼。這將執(zhí)行當(dāng)前高亮的行，然后暫停。如果在一條方法調(diào)用語句高亮?xí)r按F10，執(zhí)行會停在調(diào)用語句的下一條語句上。Step Over會一次整個(gè)方法。
圖： 逐過程（Step Over - F10）
3.1.2 逐語句（Step Into）
它與Step Over相似。唯一的不同是，如果當(dāng)前高亮語句是方法調(diào)用，調(diào)試器會進(jìn)入方法內(nèi)部?？旖萱I是 ”F11“。
圖： 逐語句（Step Into - F11）
3.1.3 跳出（Step Out）
當(dāng)你在一個(gè)方法內(nèi)部調(diào)試時(shí)會用到它。如果你在當(dāng)前方法內(nèi)按 Shift - F11，調(diào)試器會完成此方法的執(zhí)行，之后在調(diào)用此方法的語句的下一條語句處暫停。
3.1.4 繼續(xù)（Continue）
它像是重新執(zhí)行你的程序。它會繼續(xù)程序的執(zhí)行直到遇到下一個(gè)斷點(diǎn)?？旖萱I是 ”F5“。
3.1.5 設(shè)置下一語句（Set Next Statement）
這是一個(gè)非常有趣的特性。設(shè)置下一語句允許你在調(diào)試的時(shí)候 改變程序的執(zhí)行路徑。如果你的程序在某一行處暫停而且你想改變執(zhí)行路徑， 跳到指定行，在這一行上右擊，在右擊菜單中選擇” 設(shè)置下一語句“。這樣程序就會轉(zhuǎn)到哪一行執(zhí)行而不執(zhí)行先前的代碼。這在如下情況中非常有用：當(dāng)你發(fā)現(xiàn)代碼中某些行可能會導(dǎo)致程序的中斷（break）而你不想讓程序在那個(gè)時(shí)候中斷。快捷鍵是 Ctrl + Shift + F10。
圖： 設(shè)置下一語句（Set Next Statement）
3.1.6 顯示下一語句（Show Next Statement [Ctrl+*]）
這一行用黃色箭頭標(biāo)記。這行是程序繼續(xù)執(zhí)行時(shí)下一條將執(zhí)行的語句。
3.2 斷點(diǎn)標(biāo)簽（Labeling in Break Point）
這是VS2010提供的新特征（feature）。用于更好的管理斷點(diǎn)。它使得我們能夠更好的分組和過濾斷點(diǎn)。這像是對斷點(diǎn)的歸類。如果我們添加了與某一功能相關(guān)的不同類型的斷點(diǎn)，我們可以根據(jù)需要使能（enable）、取消（disable）、過濾（filter）這些斷點(diǎn)。例如，假設(shè)我們要調(diào)試一下代碼塊。
- class?Program??
- ????{??
- ????????static?void?Main(string[]?args)??
- ????????{??
- ????????????string[]?strNames?=?{?"Name1",?"Name2",?"Name3",?"Name4",?"Name5",?"Name6"?};??
- ??
- ????????????foreach?(string?name?in?strNames)??
- ????????????{??
- ????????????????Console.WriteLine(name);???//?BreakPoint??
- ????????????}??
- ????????????int?temp?=?4;??
- ????????????for?(int?i?=?1;?i?<=?10;?i++)??
- ????????????{??
- ????????????????if?(i?>?6)??
- ????????????????????temp?=?5;??
- ????????????}??
- ????????}??
- ??
- ????????public?static?void?Method1()??
- ????????{??
- ????????????Console.WriteLine("Break?Point?in?Method1");???//?BreakPoint??
- ????????}??
- ??
- ????????public?static?void?Method2()??
- ????????{??
- ????????????Console.WriteLine("Break?Point?in?Method2");??//?BreakPoint??
- ????????????Console.WriteLine("Break?Point?in?Method2");??//?BreakPoint??
- ????????}??
- ??
- ????????public?static?void?Method3()??
- ????????{??
- ????????????Console.WriteLine("Break?Point?in?Method3");??//?Breakpoint??
- ????????}??
- ????}??
圖： 斷點(diǎn)列表
上圖中Labels列都為空。下面介紹如何給斷點(diǎn)設(shè)置標(biāo)簽（label）以及如何使用標(biāo)簽。只需在特定代碼行的斷點(diǎn)符號上右擊（①）或者在斷點(diǎn)窗口中設(shè)置（②）即可對任何斷點(diǎn)設(shè)置標(biāo)簽。
圖： 設(shè)置斷點(diǎn)標(biāo)簽（Setting Breakpoint Label）
右擊斷點(diǎn)，點(diǎn)擊編輯標(biāo)簽（Edit Labels），即可對任意斷點(diǎn)添加標(biāo)簽。對于示例代碼，我為所有斷點(diǎn)的標(biāo)簽起了易于理解的名字。
圖： 添加斷點(diǎn)標(biāo)簽（Adding Breakpoint Label）
這些標(biāo)簽如何輔助我們調(diào)試呢？現(xiàn)在，所有斷點(diǎn)都是使能的（enabled）。如果你不想調(diào)試method2，一般情況下你必須去對應(yīng)的方法中一個(gè)一個(gè)的取消斷點(diǎn)，但這里你可以通過標(biāo)簽名過濾或者搜索它們，然后選中它們以方便的取消它們。
圖： 使用標(biāo)簽過濾斷點(diǎn)（Filter Breakpoint Using Labels）
斷點(diǎn)標(biāo)簽到此介紹完畢。我舉的例子非常簡單，但是斷點(diǎn)標(biāo)簽在你調(diào)試大量代碼，多個(gè)工程等情況下非常有用。
3.3 條件斷點(diǎn)（Conditional Breakpoint）
假設(shè)你在多次迭代（循環(huán)）處理數(shù)據(jù)而你只想調(diào)試其中某幾次迭代。這意味著你想根據(jù)某些特定條件暫停你的程序。Visual Studio斷點(diǎn)允許你設(shè)置條件斷點(diǎn)。當(dāng)且僅當(dāng)條件滿足時(shí)，調(diào)試器才會停住。
首先，你需要在你想暫停執(zhí)行處設(shè)置斷點(diǎn)。然后右擊紅色的斷點(diǎn)圖標(biāo)。右鍵菜單中點(diǎn)擊”條件“。
圖： 設(shè)置斷點(diǎn)條件（Set Breakpoint Condition）
點(diǎn)擊右鍵菜單中的”條件“后，會彈出下面的對話框設(shè)置斷點(diǎn)的條件。
圖： 斷點(diǎn)條件設(shè)置
假設(shè)你要調(diào)試下面的代碼塊：
- class?Program??
- ????{??
- ????????static?void?Main(string[]?args)??
- ????????{??
- ?????????string?[]?strNames?=?{?"Name1","Name2",?"Name3",?"Name4",?"Name5",?"Name6"};??
- ??
- ????????????foreach(string?name?in?strNames)??
- ????????????{??
- ?????????????????Console.WriteLine(name);?//?Breakpoint?is?here??
- ????????????}??
- ????????}??
- ????}??
圖： 設(shè)置斷點(diǎn)條件
查看斷點(diǎn)符號。它應(yīng)該看上去像是一個(gè)加（+）號在斷點(diǎn)符號內(nèi)部，這表示該斷點(diǎn)是條件斷點(diǎn)。
圖： 條件斷點(diǎn)符號（Conditional Breakpoint Symbol）
設(shè)置斷點(diǎn)的條件之后，在調(diào)試程序，調(diào)試器只會在滿足給定條件時(shí)才停住。
圖： 條件斷點(diǎn)命中（Conditional Breakpoint hit）
條件輸入框的自動補(bǔ)全（intellisense）：上面給出的斷點(diǎn)條件非常簡單，可以非常容易的寫到條件文本框中。有時(shí)你可能需要定義很大很復(fù)雜的條件。不必?fù)?dān)心，VS為條件文本輸入框也提供了自動補(bǔ)全功能。因此，在條件框中輸入就像是在編輯器中一樣方便。如下圖。
圖： 條件文本框的自動補(bǔ)全（intellisense in condition textbox）
我?guī)缀踔v解了條件斷點(diǎn)的所有內(nèi)容。除了下面這點(diǎn)。在條件窗口中有兩個(gè)選項(xiàng)：
- Is True
- Has Changed
我們已經(jīng)看到 ”Is True“選項(xiàng)的用途了。 ”Has Changed“用在當(dāng)你想在某些值變?yōu)槟承┨囟ㄖ档臅r(shí)候停住。
3.4 導(dǎo)入/導(dǎo)出斷點(diǎn)（Import / Export Breakpoint）
3.5 斷點(diǎn)命中計(jì)數(shù)（Breakpoint Hit Count）
3.6 Breakpoint When Hit
3.7 斷點(diǎn)篩選器（Breakpoint Filter）
你可以限制斷點(diǎn)只對特定進(jìn)程或線程有效。這在進(jìn)行多線程程序的調(diào)試時(shí)非常有用。右擊斷點(diǎn)選 ”篩選器“即可打開篩選器窗口。
圖： 斷點(diǎn)篩選器（Breakpoint Filter）
在篩選規(guī)則中，你可以設(shè)置進(jìn)程名，進(jìn)程Id，機(jī)器名，線程ID等。我會在多線程調(diào)試小節(jié)中詳述其用法。
4 數(shù)據(jù)便簽（Data Tip）
數(shù)據(jù)便簽是應(yīng)用程序調(diào)試期間用于查看對象和變量的一種高級便簽消息。當(dāng)調(diào)試器執(zhí)行到斷點(diǎn)時(shí)，將鼠標(biāo)移到對象或者變量上方時(shí)，你會看到它們的當(dāng)前值。你甚至可以看到一些復(fù)雜對象（如dataset，datatable等等）的細(xì)節(jié)。數(shù)據(jù)便簽左上角有一個(gè)“+”號用于展開它的子對象或者值。
圖： 調(diào)試時(shí)的數(shù)據(jù)便簽（DataTips During Debugging）
幾個(gè)月前，我發(fā)過一篇關(guān)于 VS 2010 DataTip Debugging Tips的文章。
下面是一些在調(diào)試時(shí)有用的特性。
4.1 Pin Inspect Value During Debugging
4.2 Drag-Drop Pin Data Tip
4.3 Adding Comments
4.4 Last Session Debugging Value
4.5 Import Export Data Tips
4.6 Change Value Using Data Tips
4.7 Clear Data Tips
5 監(jiān)視窗口（Watch Windows）
5.1 局部變量（Locals）
列出當(dāng)前方法中的所有變量。當(dāng)調(diào)試器停在某特定斷點(diǎn)并打開Autos窗口時(shí)，將展示當(dāng)前范圍中與此值相關(guān)的變量。
圖：Local Variables
5.2 自動窗口（Autos）
這些變量由VS調(diào)試器在調(diào)試的時(shí)候自動檢測。VS檢測與當(dāng)前語句相關(guān)的對象或變量，基于此列出Autos變量。Autos Variable的快捷鍵是Ctrl + D + A。
圖：Autos - Ctrl + D, A
5.3 監(jiān)視（Watch）
Watch窗口用于添加變量。你可以添加任意多個(gè)變量。添加方法是，右擊變量并選擇“Add to Watch”。
圖：Watch - Ctrl + D, W
也可以使用拖放（Drag and Drop）將變量添加到監(jiān)視窗口中。從監(jiān)視窗口中刪除變量的方法是，右擊變量并選擇“Delete Watch”。通過調(diào)試窗口，也可以在運(yùn)行時(shí)編輯這些變量值。
有4個(gè)可同時(shí)使用的監(jiān)視窗口。
圖：多個(gè)監(jiān)視窗口
若果變量中含有對象實(shí)例，左邊會有一個(gè)“+”號用于查看對象的屬性和成員。
圖：展開監(jiān)視變量
5.3.1 Creating Object ID
Visual Studio調(diào)試器提供另外一個(gè)強(qiáng)大的功能，支持我們?yōu)閷ο蟮娜魏我粋€(gè)特定實(shí)例創(chuàng)建一個(gè)對象ID（object ID）。這可以用于在任何時(shí)間監(jiān)控任意對象，甚至是該對象位于范圍（scope）之外。在監(jiān)視窗口（watch window）右擊特定對象變量，再單擊“ Make Object ID”即可創(chuàng)建Object ID。
圖： 創(chuàng)建Object ID
在對特定對象變量創(chuàng)建Object ID之后，Visual Studio會給這個(gè)對象添加一個(gè)數(shù)碼和“#”號，用來表示。
圖：添加Object ID后
5.4?
6 即時(shí)窗口（Immediate Window）
即時(shí)窗口是開發(fā)人員常用的功能。它可以在不改變當(dāng)前調(diào)試步驟的情況下修改變量值或者執(zhí)行一些語句。我們可以通過菜單 調(diào)試 > 窗口 > 即時(shí)（Debug > Window > Immediate Window）打開即時(shí)窗口。即時(shí)窗口支持一組命令，可在調(diào)試的任何時(shí)刻執(zhí)行。它也支持Intellisense。在調(diào)試期間，我們可以在即時(shí)窗口中執(zhí)行任何命令或者代碼語句。
圖：基本即時(shí)窗口（Basic Immediate Window）
這是對所有開發(fā)人員來說最為常用的特性，因此我就不一一介紹即時(shí)窗口的每一條命令了。
7 調(diào)用堆棧（Call Stack）
8 調(diào)試多線程程序（Debugging Multithreaded Program）
8.1 Exploring Threads Window
8.2 Flag Just My Code
8.3 Break Point Filter - Multithread Debugging
9 調(diào)試并行程序（Debugging Parallel Program）
9.1 Parallel Task and Parallel Stacks
10 Debugging with IntelliTrace
10.1 Overview
10.2 Mapping with IntelliTrace
10.3 Filter IntelliTrace Data
11 調(diào)試常用快捷鍵（Useful Shortcut Keys For VS Debugging）
| Shortcut Keys | Descriptions |
| Ctrl-Alt-V, A | Displays the Auto window |
| Ctrl-Alt-B | Displays the Breakpoints dialog |
| Ctrl-Alt-C | Displays the Call Stack |
| Ctrl-Shift-F9 | Clears all of the breakpoints in the project |
| Ctrl-F9 | Enables or disables the breakpoint on the current line of code |
| Ctrl-Alt-E | Displays the Exceptions dialog |
| Ctrl-Alt-I | Displays the Immediate window |
| Ctrl-Alt-V, L | Displays the Locals window |
| Ctrl-Alt-Q | Displays the Quick Watch dialog |
| Ctrl-Shift-F5 | Terminates the current debugging session, rebuilds if necessary, and starts a new debugging session. |
| Ctrl-F10 | Starts or resumes execution of your code and then halts execution when it reaches the selected statement. |
| Ctrl-Shift-F10 | Sets the execution point to the line of code you choose |
| Alt-NUM * | Highlights the next statement |
| F5 | If not currently debugging, this runs the startup project or projects and attaches the debugger. |
| Ctrl-F5 | Runs the code without invoking the debugger |
| F11 | Step Into |
| Shift-F11 | Executes the remaining lines out from procedure |
| F10 | Executes the next line of code but does not step into any function calls |
| Shift-F5 | Available in break and run modes, this terminates the debugging session |
| Ctrl-Alt-H | Displays the Threads window to view all of the threads for the current process |
| F9 | Sets or removes a breakpoint at the current line |
| Ctrl-Alt-W, 1 | Displays the Watch 1 window to view the values of variables or watch expressions |
| Ctrl-Alt-P | Displays the Processes dialog, which allows you to attach or detach the debugger to one or more running processes |
| Ctrl-D,V | IntelliTrace Event |
12 深入學(xué)習(xí)（Further Study）
- Debugging Task-Based Parallel Applications in Visual Studio 2010 By Daniel Moth and Stephen Toub
- Debugging With IntelliTrace
13 總結(jié)（Summary）
本文介紹了調(diào)試過程的基本內(nèi)容。介紹了如何使用VS調(diào)試一個(gè)應(yīng)用程序。我解釋了幾乎所有重要的工具以及它們的使用方法。對于并行程序調(diào)試，我只講了基礎(chǔ)部分。在深入學(xué)習(xí)小節(jié)中，深入講解了并行調(diào)試過程。如果你感興趣，請閱讀。我的主要目的是涵蓋Visual Studio中提供的幾乎所有調(diào)試工具。希望你從本文中學(xué)到了一些新知識。
“自動窗口”（Autos）：當(dāng)前使用的變量
“局部窗口”（Locals）：在范圍內(nèi)的所有變量
“監(jiān)視N”（Watch）：可定制（N從1到4）
Step Into（逐語句）：執(zhí)行并移動到下一條語句（實(shí)際上，跳入上一條語句的代碼塊，此代碼塊的第一條）
Step Over（逐過程）：執(zhí)行并跳到下一條語句，但不進(jìn)入上一條語句的代碼塊
Step Out（跳出）：執(zhí)行到代碼塊結(jié)尾
命令窗口（Command）
即時(shí)窗口（Immediate）：主要用于計(jì)算表達(dá)式