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分享Visual Studio原生開發的10個調試技巧（2）

之前關于Visual Studio調試技巧的文章引起了大家很大的興趣，以至于我決定分享更多調試的知識。以下的列表中你可以看到寫原生開發的調試技巧（接著以前的文章來編號）。這些技巧可以應用在VS2005或者更新版本中（當然有一些可以適用于舊版本）。如果你繼續，你可以知道每個技巧的詳細信息。

技巧11：數據斷點

　　當數據所在內存位置變化時，調試器將會中斷。然而，這是唯一可能在一個時間創建4這樣的硬件的數據斷點。數據斷點只能在編譯的過程中添加，可以通過菜單（編譯>新斷點>新數據斷點）或者通過斷點窗口來添加。

　　您可以使用一個內存地址或地址表達式。即使你能看到堆棧上的兩個值，我認為通常當堆上的值被改變時，這項功能才會有用。這對識別內存損壞是一個很大的幫助。

　　在下面的例子中，指針的值已經更改為所指向對象的值。為了能找出什么地方做的更改，我在指針值存儲的位置設置了一個斷點，如 ptr (注意這是在指針初始化后發生的)。當數據更改后，以為著某人更改了指針的值，調試器終止，然后能發現哪些代碼引起了這個改變。

技巧12: 線程重命名

　　當你調試多線程應用是，Threads窗口會顯示創建了哪些線程，以及當前的線程。線程越多，你就越難找到你要找的線程（特別是當同一段程序，被多個線程同時執行的時候，你就不知道當前執行的是哪個線程實例）

　　調試器允許你給線程重新命名。用右鍵單擊一個線程，并重命名。

　　也可以以程式設計方式命名線程，雖然這有點棘手而且線程啟動后必須去做的，否則調試器將以它的默認命名規定重新將其初始化，下面的函數顯示了如何定義和使用一個線程。

typedef struct tagTHREADNAME_INFO
{
  DWORD dwType;    // 必須是兩個字節的長度
  LPCSTR szName;    // 指針指向命名 (同一個地址空間)
  DWORD dwThreadID;  // 線程ID（-1調用線程）
  DWORD dwFlags;    // 保留待用，多數情況下為0
} THREADNAME_INFO;
 
void SetThreadName(DWORD dwThreadID, LPCSTR szThreadName)
{
  THREADNAME_INFO info;
  info.dwType = 0x1000;
  info.szName = szThreadName;
  info.dwThreadID = dwThreadID;
  info.dwFlags = 0;
 
  __try
  {
    RaiseException(0x406D1388, 0, sizeof(info)/sizeof(DWORD), (DWORD*)info);
  }
  __except (EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION)
  {
  }
}

技巧13：指定線程設置斷點

　　對于多線程應用程序，另一個有用的技巧是在指定線程、進程甚至計算機設置斷點。可以使用斷點的Filer命令來實現這種功能。

　　調試器允許你使用線程名、線程ID、進程名、進程ID和機器名的不同組合（使用AND、OR、NOT連接）。掌握如何設置線程名稱也使得這種過濾技術操作更為簡單。

技巧14：（不準確的）定時執行

　　在我之前的文章中我曾提及在Watch窗口中使用偽變量。其中一個沒有提及的是@clk，可顯示一個計數器的值，用于獲得兩個斷點之間代碼執行所需要的大體時間，該值的單位為毫秒（ms）。但是，這種方法不能用于配置程序執行。你應該使用Visual Studio Profiler或者性能計時器來完成這些配置。

　　通過在Watch窗口或者Immediate窗口中添加@clk=0來重置計時器。因此，若需要計算末段代碼執行所需要的時間，做下列處理：

在代碼塊起始位置設置斷點
在代碼塊結束位置設置斷點
在Watch窗口中添加@clk
當第一個斷點觸發時，在Intermediate窗中中輸入@clk=0
運行程序，直到遇到代碼塊結束位置的斷點，并在Watch窗口中查看@clk的值

　　注意網上有技巧說需要在Watch窗口中添加兩條表達式：@clk和@clk=0，據說可以每次在斷點執行的位置重置計時器。這種技巧只能在較低版本的Visual Studio中使用，但是不能在高版本VS中使用，例如VS2005（作者做過測試，vs2005不支持這種技巧）以及更高版本。

技巧15：格式化數字

　　當你使用Watch或者Quick Watch窗口查看變量時，顯示這些數值是用默認的預定義可視化格式。當變量是數字時，顯示形式按照他們的類型（int、float、double）來的，并且使用十進制顯示。然而，你可以設置調試器在顯示數字的使用使用不同的類型，或者使用不同的進制。

　　改變變量顯示類型可以在變量前添加以下前綴：

by —— unsigned char(unsigned byte)
wo —— unsigned short(unsigned word)
dw —— unsigned long(unsigned double word)

　　改變變量顯示的進制可以在變量前添加以下前綴：

d或i —— 有符號十進制數
u —— 無符號十進制數
o —— 無符號八進制數
x —— 小寫十六進制數
X —— 大寫十六進制數

技巧16：格式化內存數據

　　除了數字，debugger還可以在Watch窗口中顯示格式化的內存數據，最長為64字節。你可以在表達式（變量或者內存地址）后面添加下面的后綴來格式化數據：

mb或m —— 十六進制顯示的16字節數據，后面跟著16個ASCII字符
mw —— 8字（WORD，通常1 WORD = 2 BYTE）數據
md —— 4個雙字（DWORD，通常1 DWORD = 4 BYTE）數據
mq —— 2個四字（Quad WORD）數據
ma —— 64個ASCII字符
mu —— 2字節UNICODE字符

技巧17：在系統DLL調用處暫停

　　有時在DLL的某個函數被調用時暫停是很有用，特別是系統DLL（比如kernel32.dll、user32.dll）。實現這種暫停需要使用原生debugger提供的上下文運算符。你可以設定斷點位置、變量名或者表達式：

{[函數],[源代碼],[模塊]}斷點位置
{[函數],[源代碼],[模塊]}變量名
{[函數],[源代碼],[模塊]}表達式

　　大括號內可以是函數名、源代碼及模塊的任意組合，但是逗號不能省略。

　　舉個例子如果我們需要在CreateThread函數調用時暫停。這個函數是從kernel32.dll導出的，因此上下文運算符應該是這樣子的：{,,kernel32.dll}CreateThread。然而，這樣并不行，因為該運算符需要CreateThread修飾之后的名字。可以使用 DBH.exe來獲得一個特定函數的修飾名（編譯器編譯生成）。

　　下面是如何獲得CreateThread的修飾名的方法：

C:\Program Files (x86)\Debugging Tools for Windows (x86)>dbh.exe -s:srv*C:\Symbo
ls*http://msdl.microsoft.com/Download/Symbols -d C:\Windows\SysWOW64\kernel32.dl
l enum *CreateThread*
Symbol Search Path: srv*C:\Symbols*http://msdl.microsoft.com/Download/Symbols
 
 index      address   name
   1      10b4f65 :  _BaseCreateThreadPoolThread@12
   2      102e6b7 :  _CreateThreadpoolWork@12
   3      103234c :  _CreateThreadpoolStub@4
   4      1011ea8 :  _CreateThreadStub@24
   5      1019d40 :  _NtWow64CsrBasepCreateThread@12
   6      1019464 :  ??_C@_0BC@PKLIFPAJ@SHCreateThreadRef?$AA@
   7      107309c :  ??_C@_0BD@CIEDBPNA@TF_CreateThreadMgr?$AA@
   8      102ce87 :  _CreateThreadpoolCleanupGroupStub@0
   9      1038fe3 :  _CreateThreadpoolIoStub@16
   a      102e6f0 :  _CreateThreadpoolTimer@12
   b      102e759 :  _CreateThreadpoolWaitStub@12
   c      102ce8e :  _CreateThreadpoolCleanupGroup@0
   d      102e6e3 :  _CreateThreadpoolTimerStub@12
   e      1038ff0 :  _CreateThreadpoolIo@16
   f      102e766 :  _CreateThreadpoolWait@12
  10      102e6aa :  _CreateThreadpoolWorkStub@12
  11      1032359 :  _CreateThreadpool@4

　　看起來真實的名字是_CreateThreadStub@24。因此我們可以創建斷點，{,,kernel32.dll}_CreateThreadStub@24。

　　運行程序，當遇到暫停時，直接忽略關于在斷點位置無相關源代碼的消息提示。

　　使用調用堆棧窗口來查看調用這個函數的代碼。

技巧18：載入符號

　　當你調試程序的時候，調用堆棧窗口有可能不會顯示全部的調用堆棧，其中忽略系統DLL（例如kernel32.dll, user32.dll）的信息。

　　通過加載這些DLL的符號信息，可以獲得全部調用堆棧信息，并且在調用堆棧窗口，使用上下文菜單（右鍵菜單），直接設置這種效果。你可以從預定義的符號路徑或者微軟的符號服務器（針對系統DLL）下載這些符號。在這些符號下載并導入到debugger中之后，調用堆棧更新如下：

　　這些符號也可以從Module窗口導入。

　　一旦載入之后，這些符號會保存在緩存中，并且可以在Tools>Options>Debugging>Symbols中配置。

技巧19：在MFC中報告內存泄露

　　如果你想在MFC應用程序中監測內存泄露，你可以使用宏DEBUG_NEW來重定義new運算符，這是new運算符的一個修改版本，可以記錄其分配內存的文件名及行數。在Release版中構建的DEBUG_NEW會解析成原始的new運算符。

　　MFC向導產生的源代碼中在#include后米娜包含如下預處理指令：

#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_NEW
#endif

上面代碼就是如何重定義new運算符的方法。

　　很多STL頭文件和這里定義的new運算符不兼容。如果你在重新定義運算符new之后包含了map>vector>list>string>等頭文件，會有如下錯誤（以vector>為例）：

1>c:\program files (x86)\microsoft visual studio 9.0\vc\include\xmemory(43) : error C2665: 'operator new' : none of the 5 overloads could convert all the argument types
1>    c:\program files\microsoft visual studio 9.0\vc\include\new.h(85): could be 'void *operator new(size_t,const std::nothrow_t ) throw()'
1>    c:\program files\microsoft visual studio 9.0\vc\include\new.h(93): or    'void *operator new(size_t,void *)'
1>    while trying to match the argument list '(const char [70], int)'
1>    c:\program files (x86)\microsoft visual studio 9.0\vc\include\xmemory(145) : see reference to function template instantiation '_Ty *std::_Allocatechar>(size_t,_Ty *)' being compiled
1>    with
1>    [
1>      _Ty=char
1>    ]
1>    c:\program files (x86)\microsoft visual studio 9.0\vc\include\xmemory(144) : while compiling class template member function 'char *std::allocator_Ty>::allocate(std::allocator_Ty>::size_type)'
1>    with
1>    [
1>      _Ty=char
1>    ]
1>    c:\program files (x86)\microsoft visual studio 9.0\vc\include\xstring(2216) : see reference to class template instantiation 'std::allocator_Ty>' being compiled
1>    with
1>    [
1>      _Ty=char
1>    ]

解決方法是在包含這些STL文件之后再使用DEBUG_NEW重定義new運算符。

技巧20：調試ATL

　　當你開發ATL COM組件時你可以在debugger中查看你所開發的COM對象的QueryInterface、AddRef和Release的調用情況。默認情況下并不支持這些調用的產看，你需要在預處理定義或者預編譯頭文件中定義兩個宏。這兩個宏定義之后，關于這些函數的調用會顯示在輸出（Output）窗口中。

這兩個宏是：

_ATL_DEBUG_QI，顯示每個被查詢接口的名字。必須在atlcom.h頭文件被包含之前定義。
_ATL_DEBUG_INTERFACES，每當AddRef或Release被調用時顯示當前接口的引用次數以及類名、接口名等信息。必須在atlbase.h包含之前定義。

以上就是本文的全部內容，希望大家結合之前分享過的文章進行學習，熟練掌握Visual Studio調試技巧。

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