JavaScript 断点调试技巧

JavaScript 断点调试技巧已关闭评论

为什么要使用 debugger

这篇文章将介绍如何使用断点来进行 JavaScript 调试。在读这篇文章之前,需要问一个问题:为什么要使用断点来进行调试?

我们首先需要认可使用断点的是必要的,否则下文介绍的所有断点调试方法都会是废话。console.log 是前端开发最常用的调试手段,它简单直接解决一部分问题。但当遇到十分复杂的问题,console.log 就会变得不趁手。比如:

  • 一个逻辑复杂的算法

    如果你刷过 leetcode 一定深有体会,算法某个测试用例报错了,有时很难光靠目测找出有问题的那个方法。

  • 一个复现步骤十分繁琐的bug。

    花了10分钟好不容易复现了,但是只跟踪到某行代码,需要第二次添加 log 才能继续寻找问题。查看log -> 添加log -> 查看log… 这个过程重复几遍,今天剩下的砖就搬不完了。

  • 一段运行流程冗长的代码

  • 一段没有注释、起名随意的代码

  • server 端代码

    有 nodejs 服务端开发经验的同学相信有过在 postman 和 ide 之间反复横跳的经历,如果光靠 log,对于一个巨大的复杂对象,控制台是不好查看全貌的。如果一个接口还涉及到数据库增删、第三方依赖,那么复原上一次请求造成的后果也是一件痛苦的事情。

在这些情况下,断点调试是非常有价值的,将 debug 的时间复杂度从 O(n) 降到 O(1),让搬砖更快乐。

这是文章的内容大纲:

  • Chrome debugger 基本用法
  • VS Code 调试 SPA 应用
  • Chrome 调试 Nodejs
  • VS Code 调试 Nodejs

Chrome debugger 基本用法

最简单的断点调试,就是在代码中加一句 debugger,然后到浏览器中刷新页面,这时候浏览器就会在 debugger 语句那停止执行。

为了方便理解,引入一个简单例子,在一个文件夹中创建 index.htmlindex.js,然后在 index.html 中引入 index.jsindex.js 内容如下:

// 国际惯例,hello world。
const greet = () => {
  const greeting = "hello debugger";
  // 浏览器执行到这里将会暂停
  debugger
  console.log(greeting);
};

greet();

console.log("js evaluation done");

执行命令:

npm i -g serve
serve .

然后访问 http://localhost:5000并打开开发者工具。

这时候我们的 hello world 断点就打上了,就像这样:

d8090eb4-4a1f-4dfb-bf30-c08c762d66ad

图中分为四个区域,蓝色区域用于文件选择,Page 一栏是指当前页面中的 JS 文件,Filesystem 会显示我们系统中的文件。通常我们使用 Page

粉色是代码的行号和内容。代码的行号处可以通过点击来添加新的断点,再次点击后取消。

黄色区域用于控制代码的执行,只需要掌握前四个按钮的含义,就可以应付绝大多数场景。按钮1是让代码继续执行(resume),如果遇到下一个断点就会再次中断执行。按钮2可以让浏览器执行当前行(图中是第3行),然后在下一行中断代码,按钮3是进入当前函数,查看函数具体内容。假设我们当前停在第7行 greet() ,点击按钮3就会进入 greet 方法中(也就是第2行)。如果不想再看 greet 方法了,就点击按钮4,跳出这个方法,回到第8行。

绿色区域可以查看变量的内容和当前的调用栈。

debugger 是最简单粗暴的打断点方式,但是需要修改我们的代码。需要注意的是,上线前必须删除这些语句。也可以通过配置 webpack 来自动去除。不过终究还是有些不方便,所以我们来看下如何通过 vscode 来简化打断点的方式。

VS Code 调试 SPA 应用

首先我们使用 Vite 来创建一个 Vue 应用用于演示(React步骤类似)。

# 创建 vut-ts 应用
npm init vite
cd hello-vite
npm install
# 调用 VS Code cli 打开项目,
# 或者手动在 VS Code 打开。
code .
npm run dev

然后在 VS Code 中新建一个文件 .vscode/launch.json,填入这些内容:

{
  "version""0.2.0",
  "configurations": [
    {
      "type""pwa-chrome",
      "request""launch",
      "name""Launch Vue project",
      // 这里填入项目的访问地址
      "url""http://localhost:3000",
      "webRoot""${workspaceFolder}"
    },
  ]
}

然后使用 cmd+q 退出你正在运行的 Chrome(这步很重要,不能跳过),按 f5 启动 VS Code 的调试功能。VS Code 就会帮你启动一个 Chrome 窗口,并访问上述配置的中的 url。这时候我们的断点就生效了,可以一步一步地控制代码的运行,找出 bug 来源。

7f962a01-e7eb-4ca8-9888-68177fbb07dd

这里有一个实用的小技巧,就是在 BREAKPOINTS 中,把 Uncaught Exceptions 勾上,这样在代码报错的地方,就会自动中断执行。当我们遇到一个报错时,采用这个方法可以省去定位问题代码的时间。

402686f5-4076-43e9-b345-6814fd89ae45

另外我们可以发现,在 VS Code 断点生效时,Chrome Devtools 也会同步这个展示这个断点。

59038bd1-67aa-4b42-8320-54f718bab48e

在 VS Code 中,调试有两种模式,分别是 launchattach。由于真正执行代码的是 Chrome 中的 JS 引擎,所以是否中断代码的控制权是在 Chrome 手里的。那为什么 VS Code 的断点可以控制代码的中断呢?是因为 VS Code 通过 devtools-protocol 向 Chrome 发起指令,告诉 Chrome 需要在哪一行代码暂停执行。这个发送指令的过程,被称作 attach。而 launch 的过程包含 attach ,即先 launch(启动) 浏览器,然后 attach(附加) 断点信息。所以 attach 模式是 launch 模式的子集。

听起来好像 launch 模式会更方便,为我们省去了手动启动浏览器的过程。但是这存在一个问题,如果同时开发多个前端工程会怎样?每个工程启动一个调试进程,就会打开多个浏览器,那么在多个浏览器之间切换就会显得很麻烦。我们可以使用 attach 模式解决这个问题。

首先我们使用命令行启动 Chrome。使用命令行的原因是,我们需要给 Chrome 的启动传参。

# 运行这条命令前需要cmd+q退出已运行的Chrome
/Applications/Google Chrome.app/Contents/MacOS/Google Chrome --remote-debugging-port=9222
# 如果看到这个输出,说明传参成功。
DevTools listening on ws://127.0.0.1:9222/devtools/browser/856a3533-ca5c-474f-a0cf-88b7ae94c75b

VS Code 和 Chrome 是通过 websocket 交流,--remote-debugging-port 指定了 websocket 使用的端口。然后我们将 launch.json 文件修改成这样:

{
  "version""0.2.0",
  "configurations": [
    {
      "type""pwa-chrome",
      "request""attach",
      "name""Vue Application",
      // 项目访问的 url
      "url""http://localhost:3000",
      // websocket 端口,需要与 --remote-debugging-port 参数保持一致。
      "port"9222,
      "webRoot""${workspaceFolder}"
    },
  ]
}

注意在启动 VS Code 调试之前,需要在 Chrome 中打开 http://localhost:3000 这个页面。然后我们在 VS Code 中打上断点,刷新浏览器,代码就成功停在断点处了。第二个、第n个工程都可以采用相同的配置,区别是 url 字段要根据项目配置进行修改。

Chrome 调试 Nodejs

上文讲的是如何调试页面,接下来我们聊如何调试 nodejs 应用。首先来一个最容易上手的例子,创建一个 hello world:

// debug.js 文件
const greeting = 'hello nodejs debugger'
debugger
console.log(greeting)

然后运行这个文件

node --inspect-brk debug.js
Debugger listening on ws://127.0.0.1:9229/b9a6d6bf-baaa-4ad5-8cc6-01eb69e99f0a
For help, see: https://nodejs.org/en/docs/inspector

--inspect-brk 表示运行这个 js 文件的同时,在文件的第一行打上断点。然后打开 Chrome,进入 Devtools。点击红框处的按钮,就会打开一个 nodejs 专用的调试窗口,并且代码在第一行中断了。

074ccabf-1833-4393-8566-52b0a4cf3568

nodejs 调试窗口:

cc3d93a5-d97c-4799-98a2-936dfe18c887

这个方式的实质是,Chrome Devtool 根据 v8引擎的调试协议 向 nodejs 进程发送指令,控制代码的运行。可以发现,在网页的调试中,Chrome 是接受指令的一方,而在 nodejs 调试中,Chrome 转身变为发送指令的一方。所谓从悲惨的乙方华丽转身成甲方。

node 默认的 websocket 端口是 9229,如果有需要的话(比如端口被占用了),我们可以通过一些方式改变这个端口。

node --inspect=9228 debug.js
Debugger listening on ws://127.0.0.1:9228/30f21d45-9806-47b8-8a0b-5fb97cf8bb87
For help, see: https://nodejs.org/en/docs/inspector

在我们打开 Devtool 时,Chrome 默认检查 9229 端口,但当我们改变了端口号后,就需要手动去指定 Chrome 检查的地址了。点击下图中的 Configure 按钮,输入 127.0.0.1:9228,然后点击 Done。这时候 Remote Target 中就会出现 刚才启动的 node 进程,点击 inspect 就可以进入调试了。

494fcb5f-b688-4a26-b868-b4c284327afc

使用 VS Code 调试 Nodejs

到此为止,我们已经达成调试 node 的目的,但还有些繁琐,不够自动化。我们可以使用 VS Code,来一键启动调试。

用 VS Code 打开刚才的工程,然后在 launch.json 中输入这些:

{
  "version""0.2.0",
  "configurations": [
    {
      "type""pwa-node",
      "request""launch",
      "name""Launch Program",
      "skipFiles": [
        "<node_internals>/**"
      ],
      // ${file} 的意思是,当我们启动调试的时候,调试的程序就是当前 focus 的文件。
      "program""${file}"
    }
  ]
}

这时候切换到 index.js 文件,按 f5 启动调试程序,当运行到第二行 debugger 语句的时候,就会自动暂停执行。也可以点击代码行数的左侧来打断点。

另外,这个配置是支持 TypeScript 的,我们只需要 index.js 重命名为 index.ts,然后正常启动调试就行。

Conditional Breakpoint 条件断点

在某些情况下,我们不希望打上的每个断点都发挥作用,而是在执行到断点那行,且满足某个条件再中断代码执行。这就是条件断点。

for (let i = 0; i < 10; i++) {
console.log("i", i);
}

比如上面的代码,假设我们在第二行 console.log 打了断点,那么这个断点总计会中断十次。这往往是我们不希望看到的,可能我们需要的仅仅是其中某一次循环而非所有。这时候可以右键点击并选择 Add Conditional Breakpoint

eedcb461-24cc-42b4-ab8a-87bc865cb69b

这时会有一个输入框出现,我们在其中输入 i === 5

d704077c-c048-47b5-ae0f-7aa88dc54f47

这时候启动调试,就会跳过 i 为 0 – 4,直接在在 i 为 5 的时候中断代码执行。恢复代码执行后,会略过 i 为 6 – 9 的情况。

Conditional Breakpoint 在调试带有大量循环和 if else 判断时极为有用,特别是当某处的逻辑整体上是符合预期的,仅有个别特殊情况的输出错误,使用条件断点就可以略过这些正常的情况,只在个别特殊情况出现的时候,再中断执行,供我们查看各个变量是否计算正常。

总结

调试是日常工作中非常重要的能力,因为除了开发新功能外,日常有很大一部分都在调整旧的代码,处理特别条件下的逻辑错误。熟练掌握调试可以很好地提升搬砖幸福感,一个复杂的 bug 卡几小时,很容易让人心里崩溃。但也不是说断点调试是任何情况下都适用的银弹,简单的逻辑还是可以愉快地 console.log 的。

文章介绍了使用 Chrome Devtools 和 VS Code 断点调试的方法,整体上还是更推荐使用 VS Code。launch.json 只需要一次配置,后续都可以 f5 一键启动调试。另外,文中提到的各种 launch.json 文件的配置,都可以使用 VS Code 自带的工具一键生成。只要打开 launch.json,编辑器的右下角就会出现 Add Configuration 按钮,点击就可以选择自己需要添加的调试配置。


来源: 大转转FE