Xcode的使用中总是离不开调试这个环境，在一年多的iOS开发时间中，我更多地依赖于XCode本身提供的GUI工具来进行调试，而对LLDB敬而远之，这段时间好好学习了LLDB的使用，发觉我错过了太多东西了……因此做一个比较完备的总结，也希望在写这篇文章的过程中进一步学习LLDB调试的各种实践方法。
LLDB阐述
LLDB 是一个有着 REPL 的特性和 C++ ,Python 插件的开源调试器。LLDB 绑定在 Xcode 内部，存在于主窗口底部的控制台中。调试器允许你在程序运行的特定时暂停它，你可以查看变量的值，执行自定的指令，并且按照你所认为合适的步骤来操作程序的进展。
lldb下，相信大家用的较多的是po，或者使用条件断点。但是面对复杂的问题时，比如.a静态库，就需要其他调试方法了。
breakpoint
给某个文件的某一行下断点。可以使用如下两种方法，比如我想给Person.m文件的10行下一个断点。可以使用如下的方法。
(lldb) breakpoint set --file Person.m --line 10
如果出现如下提示则说明设置断点成功
Breakpoint 2: where = BreakPointDemo`-[Person foo] + 23 at Foo.m:10, address = 0x000000010b22e687
也可以使用简写的形式如下。
(lldb) breakpoint set -f Foo.m -l 10
给一个函数下断点
(lldb) breakpoint set --name foo
(lldb) breakpoint set -n foo
一次性给多个函数下断点
(lldb) breakpoint set --name foo --name bar
OC的方法，可以使用以下两种方式打断点，第二种S需要大写
(lldb) breakpoint set --selector foo
(lldb) breakpoint set -S foo
使用 正则匹配 你要打断点的函数。这个不限语言
(lldb) breakpoint set -r cFoo
(lldb) breakpoint set -r foo
也可以指定加载的动态库
(lldb) breakpoint set --shlib foo.dylib --name foo
(lldb) breakpoint set -s foo.dylib -n foo
我们同样可以对命令进行简写。下面两个命令的效果是一样的
(lldb) breakpoint set -n "-[Foo foo]"
(lldb) br s -n "-[Foo foo]"
查看有多少断点可以使用
(lldb) breakpoint list
打印结果如下:
Current breakpoints:
1: file = '/Users/jianquan/Xcode/BreakPointDemo/BreakPointDemo/ViewCo ntroller.m', line = 20, exact_match = 0, locations = 0 (pending)
2: file = '/Users/jianquan/Xcode/BreakPointDemo/BreakPointDemo/ViewController.mm', line = 33, exact_match = 0, locations = 1, resolved = 1, hit count = 0
2.1: where = BreakPointDemo`::-[ViewController viewDidLoad]() + 186 at ViewController.mm:34, address = 0x0000000105f8362a, resolved, hit count = 0
......
我们可以对断点进行相关的操作，比如在执行到2.1断点的时候打印追踪轨迹。bt是
(lldb) breakpoint command add 2.1
Enter your debugger command(s). Type 'DONE' to end.
> bt
> DONE
删除所有断点
(lldb) breakpoint delete
watchpoint
观察变量值的具体变化
比如我需要观察某个变量a的值变化,我可以使用如下命令
(lldb) watchpoint set variable a
bt命令用来追踪程序的运行过程
(lldb) bt
* thread #1: tid = 0x5c52c2, 0x000000010ff465fe BreakPointDemo`::-[ViewController viewDidLoad](self=0x00007f932cc07c50, _cmd="viewDidLoad") + 158 at ViewController.mm:36, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = watchpoint 1
* frame #0: 0x000000010ff465fe BreakPointDemo`::-[ViewController viewDidLoad](self=0x00007f932cc07c50, _cmd="viewDidLoad") + 158 at ViewController.mm:36
frame #1: 0x000000011112ba3d UIKit`-[UIViewController loadViewIfRequired] + 1258
......
我们可以使用frame命令查看变量a的具体值。
(lldb) frame variable a
(int) a = 100
补充一点watchpoint list的东西。这个命令包括了三个可选参数，我们可以使用help命令查看具体的值
(lldb) help watchpoint list
-b ( --brief )
Give a brief description of the watchpoint (no location info).
-f ( --full )
Give a full description of the watchpoint and its locations.
-v ( --verbose )
Explain everything we know about the watchpoint (for debugging
debugger bugs).
-b是比较简略的信息，-f是比较全面的信息，-v是完整的信息。经过我的实验，如果使用watchpoint list,默认的是 watchpoint list -f。
process
使用process命令也可以做很多有趣的操作。具体能做什么，我们也可使用help命令查看
(lldb) process help
attach -- Attach to a process.
connect -- Connect to a remote debug service.
continue -- Continue execution of all threads in the current process.
detach -- Detach from the current target process.
handle -- Manage LLDB handling of OS signals for the current target
......
查看更详细的命令使用help <command> <subcommand>。比如
(lldb) help process attach
thread
其实这个功能主要就是断点调试里面的如下这个功能。
1654054-8d533324eaa728a8.png
我们可以使用thread命令来做一些断点的操作，具体有那些命令我们可以使用thread help进行查看
(lldb) thread help
......
select -- Change the currently selected thread.
step-in -- Source level single step, stepping into calls.
Defaults to current thread unless specified.
step-inst -- Instruction level single step, stepping into calls.
Defaults to current thread unless specified.
step-inst-over -- Instruction level single step, stepping over calls.
Defaults to current thread unless specified.
step-out -- Finish executing the current stack frame and stop after
returning. Defaults to current thread unless
specified.
step-over -- Source level single step, stepping over calls.
Defaults to current thread unless specified.
step-scripted -- Step as instructed by the script class passed in the -C
option.
until -- Continue until a line number or address is reached by
the current or specified thread. Stops when returning
from the current function as a safety measure.
用得比较多的应该是 step-开头的这几个命令，使用起来很容易。我个人感觉比用鼠标点击断点好用多了~
检查当前进程的状态，可以使用如下命令
lldb) thread list
Process 22323 stopped
* thread #1: tid = 0x62d0d7, 0x00000001082185fe BreakPointDemo`::-[ViewController viewDidLoad](self=0x00007ff81b60ab20, _cmd="viewDidLoad") + 158 at ViewController.mm:36, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = step until
......
*表明的就是当前的线程，可以使用如下的命令得到线程的回溯，这个词我也不确定怎么表达好，backtrace，也可以说是追踪。
(lldb) thread backtrace
* thread #1: tid = 0x354e72, 0x0000000103ce94bc RunTimeUse`-[ViewController viewDidLoad](self=0x00007ffea04050e0, _cmd="viewDidLoad") + 140 at ViewController.m:24, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = breakpoint 1.1
* frame #0: 0x0000000103ce94bc RunTimeUse`-[ViewController viewDidLoad](self=0x00007ffea04050e0, _cmd="viewDidLoad") + 140 at ViewController.m:24
frame #1: 0x0000000104e21c99 UIKit`-[UIViewController loadViewIfRequired] + 1258
frame #2: 0x0000000104e220cc UIKit`-[UIViewController view] + 27
frame #3: 0x0000000104cebc51 UIKit`-[UIWindow addRootViewControllerViewIfPossible] + 71
frame #4: 0x0000000104cec3a2 UIKit`-[UIWindow _setHidden:forced:] + 293
frame #5: 0x0000000104cffcb5 UIKit`-[UIWindow makeKeyAndVisible] + 42
frame #6: 0x0000000104c78c89 UIKit`-[UIApplication _callInitializationDelegatesForMainScene:transitionContext:] + 4818
frame #7: 0x0000000104c7ede9 UIKit`-[UIApplication _runWithMainScene:transitionContext:completion:] + 1731
frame #8: 0x0000000104c7bf69 UIKit`-[UIApplication workspaceDidEndTransaction:] + 188
frame #9: 0x0000000107dd4723 FrontBoardServices`__FBSSERIALQUEUE_IS_CALLING_OUT_TO_A_BLOCK__ + 24
frame #10: 0x0000000107dd459c FrontBoardServices`-[FBSSerialQueue _performNext] + 189
frame #11: 0x0000000107dd4925 FrontBoardServices`-[FBSSerialQueue _performNextFromRunLoopSource] + 45
frame #12: 0x0000000104802311 CoreFoundation`__CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_SOURCE0_PERFORM_FUNCTION__ + 17
frame #13: 0x00000001047e759c CoreFoundation`__CFRunLoopDoSources0 + 556
frame #14: 0x00000001047e6a86 CoreFoundation`__CFRunLoopRun + 918
frame #15: 0x00000001047e6494 CoreFoundation`CFRunLoopRunSpecific + 420
frame #16: 0x0000000104c7a7e6 UIKit`-[UIApplication _run] + 434
frame #17: 0x0000000104c80964 UIKit`UIApplicationMain + 159
frame #18: 0x0000000103ce9b1f RunTimeUse`main(argc=1, argv=0x00007fff5bf165e8) + 111 at main.m:14
frame #19: 0x000000010763d68d libdyld.dylib`start + 1
frame #20: 0x000000010763d68d libdyld.dylib`start + 1
当然我们如果想看所有线程的backtrace，可以使用thread backtrace all命令。内容太多，我这里就不演示log输出了。
如果我们想单独查看某个线程，我们可以先使用thread select 2跳到某个具体的线程，然后再进行其他操作，比如thread backtrace
为了方便的观测架构参数和本地变量，我们可以使用 frame variable 命令
如果我什么参数也不加，将会把所有的参数和本地变量到打印出来。
(lldb) frame variable
(ViewController *) self = 0x00007ffea04050e0
(SEL) _cmd = "viewDidLoad"
(Person *) p = 0x0000610000001940
要打印某个变量需要在参数里面指定，这个命令我们在前面也使用过,比如要查看self
(lldb) frame variable self
(ViewController *) self = 0x00007ff81b60ab20
更进一步，我们可以查看一些子元素
(lldb) frame variable self->isa
(Class) self->isa = ViewController
命令虽然不是完整的表达式解释器，当时可以识别一些基本的操作 比如 &, *, ->, []，不是重载运算符，数组也可以使用，因为数组本身也是指针。
(lldb) frame variable *self
(ViewController) *self = {
UIViewController = {
UIResponder = {
NSObject = {
isa = ViewController
}
......
}
和之前thread命令很类似，我可以使用frame select去选择另外的一个frame
(lldb) frame select 9
如果想看更复杂的数据，我们可以使用expression命令
(lldb) expression self
(ViewController *) $0 = 0x00007fefa4705110
更复杂一些，我们可以用来输出一个表达式
(lldb) expr (int) printf ("I have a pointer 0x%llx.\n", self)
I have a pointer 0x7fefa4705110.
(int) $1 = 33
call
其实这个命令完全可以使用po进行替代，call一般可以用来调用不需要返回值的调试命令，比如更改View的背景颜色，以下两个命令都可以达到相似的作用，更改当前View的背景颜色值。
(lldb) po [self.view setBackgroundColor:[UIColor redColor]]
(lldb) call [self.view setBackgroundColor:[UIColor redColor]]
image
这个比较实用，可用于寻找栈地址对应的代码位置。
//测试image命令使用
NSArray *a = @[@"1"];
NSLog(@"%@",a[1]);
很显然，数组越界了，以下显示崩溃信息
RunTimeUse[46698:3510999] *** Terminating app due to uncaught exception 'NSRangeException', reason: '*** -[__NSSingleObjectArrayI objectAtIndex:]: index 1 beyond bounds [0 .. 0]'
*** First throw call stack:
(
0 CoreFoundation 0x000000010934d34b __exceptionPreprocess + 171
1 libobjc.A.dylib 0x0000000108dae21e objc_exception_throw + 48
2 CoreFoundation 0x00000001093a5bdf -[__NSSingleObjectArrayI objectAtIndex:] + 111
3 RunTimeUse 0x00000001087d9480 -[ViewController viewDidLoad] + 320
4 UIKit 0x0000000109911c99 -[UIViewController loadViewIfRequired] + 1258
5 UIKit 0x00000001099120cc -[UIViewController view] + 27
6 UIKit 0x00000001097dbc51 -[UIWindow addRootViewControllerViewIfPossible] + 71
7 UIKit 0x00000001097dc3a2 -[UIWindow _setHidden:forced:] + 293
8 UIKit 0x00000001097efcb5 -[UIWindow makeKeyAndVisible] + 42
9 UIKit 0x0000000109768c89 -[UIApplication _callInitializationDelegatesForMainScene:transitionContext:] + 4818
10 UIKit 0x000000010976ede9 -[UIApplication _runWithMainScene:transitionContext:completion:] + 1731
11 UIKit 0x000000010976bf69 -[UIApplication workspaceDidEndTransaction:] + 188
12 FrontBoardServices 0x000000010c8c4723 __FBSSERIALQUEUE_IS_CALLING_OUT_TO_A_BLOCK__ + 24
13 FrontBoardServices 0x000000010c8c459c -[FBSSerialQueue _performNext] + 189
14 FrontBoardServices 0x000000010c8c4925 -[FBSSerialQueue _performNextFromRunLoopSource] + 45
15 CoreFoundation 0x00000001092f2311 __CFRUNLOOP_IS_CALLING_OUT_TO_A_SOURCE0_PERFORM_FUNCTION__ + 17
16 CoreFoundation 0x00000001092d759c __CFRunLoopDoSources0 + 556
17 CoreFoundation 0x00000001092d6a86 __CFRunLoopRun + 918
18 CoreFoundation 0x00000001092d6494 CFRunLoopRunSpecific + 420
19 UIKit 0x000000010976a7e6 -[UIApplication _run] + 434
20 UIKit 0x0000000109770964 UIApplicationMain + 159
21 RunTimeUse 0x00000001087d9acf main + 111
22 libdyld.dylib 0x000000010c12d68d start + 1
)
libc++abi.dylib: terminating with uncaught exception of type NSException
(lldb)
程序奔溃在3，地址为：0x00000001087d9480，
因为我的Demo名字叫RunTimeUse。其他的名字很明显是系统的库。虽然log的21行也有RunTimeUse,但是经过观察应该是main函数，不在考虑范围之内。
我们使用image的 lookup命令，可以很快的定位到具体的代码行。
(lldb) image lookup --address 0x00000001087d9480
Address: RunTimeUse[0x0000000100001480] (RunTimeUse.__TEXT.__text + 320)
Summary: RunTimeUse`-[ViewController viewDidLoad] + 320 at ViewController.m:28
1654054-7dd117c55d5e5772.png
可以看出，奔溃在ViewController.m中的第28行。
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