LLDB详解

LLDB的Xcode默认的调试器，它与LLVM编译器一起，带给我们更丰富的流程控制和数据检测的调试功能。平时用Xcode运行程序，实际走的都是LLDB。熟练使用LLDB，可以让你debug事半功倍

LLDB基础知识

LLDB控制台

Xcode中内嵌了LLDB控制台，在Xcode中代码的下方，我们可以看到LLDB控制台。

LLDB控制台平时会输出一些log信息。如果我们想输入命令调试，必须让程序进入暂停状态。让程序进入暂停状态的方式主要有2种：

1. 断点或者watchpoint: 在代码中设置一个断点（watchpoint），当程序运行到断点位置的时候，会进入stop状态
2. 直接暂停，控制台上方有一个暂停按钮，上图红框已标出，点击即可暂停程序

LLDB语法

在使用LLDB之前，我们来先看看LLDB的语法，了解语法可以帮助我们清晰的使用LLDB:

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

一眼看上去可能比较迷茫，给大家解释一下：

1. <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。
2. <action>：执行命令的操作
3. <options>：命令选项
4. <arguement>：命令的参数
5. []：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：

breakpoint set -n main

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

原始(raw)命令

LLDB支持不带命令选项(options)的原始(raw)命令，原始命令会将命令后面的所有东西当做参数(arguement)传递。不过很多原始命令也可以带命令选项，当你使用命令选项的时候，需要在命令选项后面加--区分命令选项和参数。

e.g: 常用的expression就是raw命令，一般情况下我们使用expression打印一个东西是这样的：

(lldb) expression count
(int) $ = 

当我们想打印一个对象的时候。需要使用-O命令选项，我们应该用--将命令选项和参数区分：

(lldb) expression -O -- self
<ViewController: 0x7f9000f17660>

唯一匹配原则

LLDB的命令遵循唯一匹配原则：假如根据前n个字母已经能唯一匹配到某个命令，则只写前n个字母等效于写下完整的命令。
e.g: 前面提到我设置断点的命令，我们可以使用唯一匹配原则简写，下面2条命令等效：

breakpoint set -n main
br s -n main

~/.lldbinit

LLDB有了一个启动时加载的文件~/.lldbinit，每次启动都会加载。所以一些初始化的事儿，我们可以写入~/.lldbinit中，比如给命令定义别名等。但是由于这时候程序还没有真正运行，也有部分操作无法在里面玩，比如设置断点。

LLDB命令

expression

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>

1. <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。
2. --: 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
3. <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。

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]

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 *) $ = 0x00007fe322c18a10

p & print & call

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）

1. print: 打印某个东西，可以是变量和表达式
2. p: 可以看做是print的简写
3. 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 *) $ = 0x00007fb2a40344a0
(lldb) p self.view
(UIView *) $ = 0x00007fb2a40344a0
(lldb) print self.view
(UIView *) $ = 0x00007fb2a40344a0
(lldb) call self.view
(UIView *) $ = 0x00007fb2a40344a0
(lldb) e self.view
(UIView *) $ = 0x00007fb2a40344a0

根据唯一匹配原则，如果你没有自己添加特殊的命令别名。e也可以表示expression的意思。原始命令默认没有命令选项，所以e也能带给你同样的效果

po

我们知道，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

(lldb) expression -- self.view
(UIView *) $ = 0x00007fb2a40344a0
(lldb) expression -O -- self.view
<UIView: 0x7fb2a40344a0; frame = ( ;  ); autoresize = W+H; layer = <CALayer: 0x7fb2a4018c80>>
(lldb) po self.view
<UIView: 0x7fb2a40344a0; frame = ( ;  ); autoresize = W+H; layer = <CALayer: 0x7fb2a4018c80>>

thread

thread backtrace & bt

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：

-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
实际上这些命令选项我们一般不需要使用。
e.g: 当发生crash的时候，我们可以使用thread backtrace查看堆栈调用

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

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

(lldb) bt

thread return
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。

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:

(lldb) thread return NO

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

c & n & s & finish

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：

1. 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
2. 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
3. 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
4. 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

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

1. 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。
2. thread list: 列出所有的线程
3. thread select: 选择某个线程
4. thread until: 传入一个line的参数，让程序执行到这行的时候暂停
5. thread info: 输出当前线程的信息

frame

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。

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 = 

可以看到，他将self,_cmd,ret,a等本地变量都打印了出来

如果我们要需要打印指定变量，也可以给frame variable传入参数:

(lldb) frame variable self->_string
(NSString *) self->_string = nil

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。

其他不常用命令

一般frame variable打印所有变量用得比较多，frame还有2个不怎么常用的命令：

frame info: 查看当前frame的信息

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

frame select: 选择某个frame

(lldb) frame select
frame #: 0x0000000101bf872e TLLDB`-[ViewController viewDidLoad](self=0x00007fa158526e60, _cmd="viewDidLoad") +  at ViewController.m:

         - (void)viewDidLoad {
             [super viewDidLoad];
->           [self text:YES];
             NSLog(@"");
             NSLog(@"");
             NSLog(@"");

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

breakpoint

调试过程中，我们用得最多的可能就是断点了。LLDB中的断点命令也非常强大

breakpoint set

breakpoint set命令用于设置断点，LLDB提供了很多种设置断点的方式：

使用-n根据方法名设置断点：

e.g: 我们想给所有类中的viewWillAppear:设置一个断点:

   (lldb) breakpoint set -n viewWillAppear:
    Breakpoint :  locations.

使用-f指定文件

e.g: 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 : where = TLLDB`-[ViewController viewDidLoad] +  at ViewController.m:, address = 0x000000010272a6f4

这里需要注意，如果方法未写在文件中（比如写在category文件中，或者父类文件中），指定文件之后，将无法给这个方法设置断点。

使用-l指定文件某一行设置断点

e.g: 我们想给ViewController.m第38行设置断点

(lldb) breakpoint set -f ViewController.m -l
Breakpoint : where = TLLDB`-[ViewController text:] +  at ViewController.m:, address = 0x000000010272a7d5

使用-c设置条件断点

e.g: 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 : where = TLLDB`-[ViewController text:] +  at ViewController.m:, address = 0x0000000105ef37ce

使用-o设置单次断点

e.g: 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:] +  at ViewController.m:, address = 0x000000010b6f97ce

breakpoint command

有的时候我们可能需要给断点添加一些命令，比如每次走到这个断点的时候，我们都需要打印self对象。我们只需要给断点添加一个po self命令，就不用每次执行断点再自己输入po self了

breakpoint command add

breakpoint command add命令就是给断点添加命令的命令。

e.g: 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] +  at ViewController.m:, 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

(lldb) breakpoint command add -o "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

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：

(lldb) breakpoint command add
Enter your debugger command(s).  Type 'DONE' to end.
> frame variable
> continue
> DONE

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

breakpoint command list

如果想查看某个断点已有的命令，可以使用breakpoint command list。
e.g: 我们查看一下刚刚的断点3已有的命令