iOS 断点调试

开发 iOS 应用的过程中，断点必不可少，调试的时候要用到，崩溃的时候也可以用来定位问题，但是我们平时使用到的，也只是其中的一小部分功能，为了让开发工具更加得心应手，我们来仔细了解一下 iOS 中的断点调试。

Xcode 给我们提供了以下几种断点：

源文件断点（Source File Breakpoints）

Swift 错误断点（Swift Error Breakpoint）

全局异常断点（Exception Breakpoint）

OpenGL ES 错误断点（OpenGL ES Error Breakpoint）

符号断点（Symbolic Breakpoints）

运行时问题断点（Runtime Issue Breakpoints）

约束错误断点（Constraint Error Breakpoint）

单元测试断点（Test Failure Breakpoint）

本文主要讨论三个常用的断点：

源文件断点（Source File Breakpoints）

符号断点（Symbolic Breakpoints）

运行时问题断点（Runtime Issue Breakpoints）

源文件断点

断点命令调试

源文件断点顾名思义就是在单个文件上设置的断点，最常见的就是单行断点。单行断点是我们开发中用的最多的断点，设置单行断点也非常简单，只需要我们在需要中断的代码行边上单击即可。

设置单行断点后，当程序运行到该行代码时，程序会中断，同时 Xcode 底部的控制台支持我们使用 LLDB 对程序进行调试。

LLDB 常用的命令有以下：

p和po，打印出对应的变量，区别在于使用 po 只会输出对应的值，而 p 则会返回值的类型以及命令结果的引用名。

expression(简写为e)，可以打印值、修改值。

call，调用某个方法，并输出此方法的返回值。

thread backtrace(简写为 bt)，堆栈打印，加参数可以限制打印数量。

thread return，相当于执行return。

小技巧：在调试 UI 的时候，我们可以使用 expression 命令修改界面的样式，此时视图并不会刷新，执行 expression CATransaction.flush() 命令即可刷新。

断点时执行命令

除了在程序中断时通过 LLDB 调试器修改 App 状态，还可以通过在断点中添加 Action 来实现同样的功能，通过断点来设置调试命令的方式更加方便实用，几乎是实时插入代码的效果。如下图，在代码结束前设置一个断点，在编辑框填入多个不同的调试命令，就能实现实时修改代码的效果。同时可以勾选 Automatically continue after evaluationg actions，勾选后程序运行到该断点时只会运行相应的命令而不会中断程序，这样就可以在不重新编译的情况下实时注入代码。

name 指的是断点名称。

condition 指的是触发断点的条件。

Ignore 指的是在中断之前忽略多少次。

Action 指的是断点位置需要执行的操作，可以执行脚本，LLDB命令，打印，发出声音等。

Options 指的是是否在执行 actions 之后继续运行。

列断点

Xcode13 的新特性，列断点（Column Breakpoint）。列断点支持我们在某一行的某一个表达式设置断点，当设置列断点后，程序会在执行列断点设置的表达式之前中断。我们可以通过 Command + 单击需要设置断点的方法，然后在 Xcode 弹起的选择框里选择 Set column breakpoint 来设置列断点。设置列断点后，Xcode 会在方法上方显示一个标识断点的 icon，我们可以像单行断点一样单击 icon 来开关断点，同时双击断点后一样可以编辑断点。设置列断点后，程序将在设置断点的方法之前中断，比如下方断点将在 objectWithProtocol 调用之前中断，其余方法不会触发断点。

符号断点

符号断点可通过设置函数名称来添加断点，LLDB 会匹配进程中加载的所有库（包括系统库）中的函数名称，如果程序运行到对应的函数将会发生中断。符号断点在平时开发中相当有用，特别是对于一些没有源码权限的库，包括三方库和系统库。在 Xcode 断点栏点击左下角 + 号可以添加符号断点。

比如我们添加一个名为 setAlpha: 的符号断点，会发现筛选出所有符合条件的断点。

如果我们只对某几个断点感兴趣，我们可以通过指定 Module 让符号断点只在某个库中生效，这样就能有效的限制符号断点的数量。

符号断点经常在没有源码权限的库中使用，因为对于源码权限，所以我们只能看到汇编代码。对于汇编代码，我们可以通过 LLDB 读取寄存器内容来检验方法入参是否符合预期，register read 命令可以查看所有寄存器内容。

上图可以看到所有寄存器，但是寄存器名称不好记，我们也可以使用 $arg1、$arg2 等符号来查看方法入参。如下图，$arg1是方法第一个参数也就是对象本身，$arg2是方法第二个参数也就是 SEL，po 命令无法直接输出函数名，需要加上(SEL)强转，$arg3是被赋给text的值。

因为符号断点是强匹配开发者输入的符号，所以当开发者设置符号断点后 LLDB 可能会搜索不到，在 Xcode 13中，苹果对于搜索不到的符号断点做了进一步的优化。如下图当我们输入一个名为 convertToMass 的断点。

由于程序后没有符合的符号，所以该符号断点没有解析到。对于这种断点，Xcode 13 用了一个新的图标来标识，同时当鼠标移上去后会出现断点未被解析的可能原因，主要包括三种原因：

符号名称输入错误

所有库均不存在该符号

符号对应的库还没有被加载

前两种原因好理解，第三个原因在这种场景下会出现：比如你的 App 在某个时机下（比如点击某个按钮）会加载某个库，这种情况下在未加载时符号断点是不生效的，当库被加载后断点也会被自动解析，同时相应图标也会变成可用状态。通过不同状态的图标标识断点的可用状态，更加一目了然。

运行时问题断点

运行时问题断点是指可以为运行时出现的问题设置断点。常见的运行时问题有：

在子线程执行 UI

在非线程安全的环境里修改变量

不安全的访问内存地址

执行会导致不确定行为的代码

出现运行时问题 Xcode 会在 issue 栏目下展示对应的问题，如下：

运行时出现上述问题可能会影响 App 的运行状态，严重的可能会导致程序崩溃。针对运行时问题，Xcode 支持探测器（sanitizers）工具去检测，当开启探测器后，在调试阶段如果遇到运行时问题，Xcode 会记录到发生问题的代码，并以断点的形式中断，让开发者能更便捷的定位到发生问题的原因。

添加运行时问题断点的方式和添加普通全局断点一样，在断点类型里选择 Runtime Issue Breakpoint

添加断点需要指定相应的运行时问题类型

同时需要在 Scheme Editor 中开启对应的能力，比如添加子线程刷新 UI 检测断点需要开启 Main Thread Checker，开启后当程序在运行时检测到相应问题 Xcode 将会以断点形式中断。

其他断点

其他的几种我们或非常熟悉，或不常用，简单说明一下功能：

Swift 错误断点（Swift Error Breakpoint）

在 swift 通过 throw 语句抛出异常的时候会中断，因为有些异常一层一层抛出，在最外层进行捕获处理，层级很深，这个可以帮助我们快速定位抛出异常的初始位置。

全局异常断点（Exception Breakpoint）

可以设置 OC 或者 C++语言的全局断点，在程序出现异常的时候，会定位在具体的代码位置。

OpenGL ES 错误断点（OpenGL ES Error Breakpoint）

OpenGL是用于2D/3D图形编程的一套基于C语言的统一接口，在桌面windows，Mac，Linux/Unix上均可兼容。在使用 cocoa 框架中 OpenGL 类库绘制 2D/3D 图像时，可以使用该选项添加断点。

约束错误断点（Constraint Error Breakpoint）

这个断点只适用于 AppKit，详见When Is a Constraint Error Breakpo… | Apple Developer Forums

单元测试断点（Test Failure Breakpoint）

单元测试全局断点。添加后，在单元测试 XCAssert 断言失败时，停留在函数处。此时可以用 lldb 命令 p 强制修改条件满足断言后，继续调试运行。