调试篇 - Visual Studio Code

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2023-12-01

Visual Studio Code（简称 VS Code）是一款微软开源的现代化、跨平台、轻量级的代码编辑器。VS Code 很好很强大，本节将介绍如何使用 VS Code 来调试 Node.js 代码。

4.3.1 基本调试

示例代码如下：

app.js

const Paloma = require('paloma')
const app = new Paloma()
app.use(ctx => {
  ctx.body = 'hello world!'
})
app.listen(3000)

用 VS Code 加载 test 文件夹，打开 app.js，然后进行如下操作：

单击左侧第 4 个 tab，切换到调试模式。
单击代码第 5 行 ctx.body='hello world!' 左侧空白处添加断点。
单击左上角 ”调试“ 的绿色三角按钮启动调试。
单击左上角的终端图标打开调试控制台。

最终如下所示：

Visual Studio Code - 图1

从 “调试控制台“ 切换到 ”终端“，运行：

$ curl localhost:3000

如下所示：

Visual Studio Code - 图2

可以看出，VS Code 基本覆盖了 Chrome DevTools 的所有功能，并且有两个额外的优点：

集成了终端，不用再打开新的终端输入命令了。
调试动作里添加了 ”重启“ 和 ”停止“ 按钮，不用每次修改完代码后切回终端去重启了。

但 VS Code 的强大远不止如此，通过 launch.json 可以配置详细的调试功能。

4.3.2 launch.json

上图可以看出，”调试“ 按钮右边有一个下拉菜单，默认是 ”没有配置“。单击右侧的齿轮状图标，会在项目根目录下创建 .vscode 文件夹及 launch.json 文件。launch.json 的内容如下：

Visual Studio Code - 图3

这个默认配置的意思是执行：

$ node ${workspaceFolder}/app.js

launch.json 其实就是存储了一些调试相关的配置，VS Code 在启动调试时，会读取 launch.json 决定以何种方式调试。launch.json 有以下常用选项：

必需字段如下：

type：调试器类型。这里是 node（内置的调试器），如果安装了 Go 和 PHP 的扩展后，则对应的 type 分别为 go 和 php。
request：请求的类型，支持 launch 和 attach。launch 就是以 debug 模式启动调试，attach 就是附加到已经启动的进程开启 debug 模式并调试，跟在上一小节中提到的用 node -e "process._debugProcess(PID)" 作用一样。
name：下拉菜单显示的名字。

可选字段（括号里表示适用的类型）如下：

program：可执行文件或者调试器要运行的文件 (launch)。
args：要传递给调试程序的参数 (launch)。
env：环境变量 (launch)。
cwd：当前执行目录 (launch)。
address：IP 地址 (launch & attach)。
port：端口号 (launch & attach)。
skipFiles：想要忽略的文件，数组类型 (launch & attach)。
processId：进程 PID (attach)。
…

变量替换：

${workspaceFolder}：当前打开工程的路径。
${file}：当前打开文件的路径。
${fileBasename}：当前打开文件的名字，包含后缀名。
${fileDirname}：当前打开文件所在的文件夹的路径。
${fileExtname}：当前打开文件的后缀名。
${cwd}：当前执行目录。
…

如果当前打开的文件是 app.js，则以下配置与默认配置是等效的：

{
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "type": "node",
            "request": "launch",
            "name": "启动程序",
            "program": "${file}"
        }
    ]
}

若想了解更多的 launch.json 选项，则请查阅：

下面以 5 个实用的技巧讲解部分 launch.json 配置的作用。

4.3.3 技巧 1——条件断点

VS Code 可以添加条件断点，即执行到该行代码满足特定条件后程序才会中断。在断点小红点上右键选择 ”编辑断点“，可以选择以下两种条件：

表达式：当表达式计算结果为 true 时中断，例如设置：ctx.query.name === 'nswbmw'，表示当访问 localhost:3000?name=nswbmw 时断点才会生效，其余请求断点无效。
命中次数：同样当表达式计算结果为 true 时中断，支持运算符 <、<=、==、>、>=、%。例如：
1. >10：执行 10 次以后，断点才会生效。
2. <3：只有前 2 次断点会生效。
3. 10：等价于 >=10。
4. %2：隔一次中断一次。

注意：可以组合表达式和命中次数条件一起使用。在切换条件类型时，需要将原来的条件清空，否则会添加两种条件。将鼠标悬浮在断点上，可以查看设置了哪些条件。

4.3.4 技巧 2——skipFiles

从上面图中可以看到，在 VS Code 左侧有一个 ”调用堆栈“ 面板，显示了当前断点的调用堆栈，但无法直观地看出哪些是我们项目的代码，哪些是 node_moduels 里模块的代码，而且在单步调试时会进入到 node_modules 里。总之，我们不关心 node_modules 里的代码，我们只关心项目本身的代码。这时，skipFiles 就派上用场了。

skipFiles 顾名思义就是忽略我们不关心的文件。修改 launch.json 如下：

{
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "type": "node",
            "request": "launch",
            "name": "启动程序",
            "program": "${workspaceFolder}/app.js",
            "skipFiles": [
                "${workspaceFolder}/node_modules/**/*.js",
                "<node_internals>/**/*.js"
            ]
        }
    ]
}

有以下几点需要解释：

支持 ${xxx} 这种变量替换。
支持 glob 模式匹配。
用来忽略 Node.js 核心模块。

重启调试后，如下所示：

Visual Studio Code - 图4

可以看出：在左侧 ”调用堆栈“ 中，我们不关心的调用栈都变灰了，而且单步调试也不会进入到 skipFiles 所匹配的文件里。

4.3.5 技巧 3——自动重启

在每次修改代码保存后都要手动重启，否则修改后的代码和断点都不会生效。VS Code 开发者们想到了这一点，通过添加配置可以实现修改代码保存后会自动重启调试，需要结合 nodemon 一起使用。

首先，全局安装 nodemon：

$ npm i nodemon -g

然后，修改 launch.json：

{
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "type": "node",
            "request": "launch",
            "name": "启动程序",
            "runtimeExecutable": "nodemon",
            "program": "${workspaceFolder}/app.js",
            "restart": true,
            "console": "integratedTerminal",
            "skipFiles": [
                "${workspaceFolder}/node_modules/**/*.js",
                "<node_internals>/**/*.js"
            ]
        }
    ]
}

当前的 launch.json 相比较上一个版本的 launch.json，多了以下几个字段：

runtimeExecutable：用什么命令执行 app.js，这里设置为 nodemon。
restart：设置为 true，修改代码并保存后会自动重启调试。
console：当单击停止按钮或者修改代码并保存后自动重启调试，而 nodemon 是仍然在运行的，通过设置为 console 为 integratedTerminal 可以解决这个问题。此时 VS Code 终端将会打印 nodemon 的 log，可以在终端右侧的下拉菜单中选择返回第 1 个终端，然后运行 curl localhost:3000 进行调试。

对于已经使用 nodemon 运行的程序，例如：

$ nodemon --inspect app.js

可使用 attach 模式启动调试，launch.json 如下：

{
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "name": "Attach to node",
            "type": "node",
            "request": "attach",
            "restart": true,
            "processId": "${command:PickProcess}"
        }
    ]
}

运行 Attach to node 配置进行调试时，VS Code 会列出正在执行的 node 进程及对应的 PID 以供选择。也可以通过 address 和 port 参数设置 attach 到具体的进程开启调试。

4.3.6 技巧 4——特定操作系统设置

针对不同的操作系统，可能会用到不同的调试配置。可选的参数为：

windows
linux
osx

示例如下：

{
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "type": "node",
            "request": "launch",
            "name": "启动调试",
            "program": "./node_modules/gulp/bin/gulpfile.js",
            "args": ["/path/to/app.js"],
            "windows": {
                "args": ["\\path\\to\\app.js"]
            }
        }
    ]
}

4.3.7 技巧 5——多配置

configurations 是个数组而不是个对象，这样设计就是为了可以添加多个调试配置。打开 launch.json，单击右下角的 ”添加配置…“，会弹出配置模板，如下所示：

Visual Studio Code - 图5

configurations 可以用来配置不同的调试规则，比如最终将 launch.json 修改如下：

{
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "type": "node",
            "request": "attach",
            "name": "Attach to node",
            "restart": true,
            "processId": "${command:PickProcess}"
        },
        {
            "type": "node",
            "request": "launch",
            "name": "启动程序",
            "runtimeExecutable": "nodemon",
            "program": "${workspaceFolder}/app.js",
            "restart": true,
            "console": "integratedTerminal",
            "skipFiles": [
                "${workspaceFolder}/node_modules/**/*.js",
                "<node_internals>/**/*.js"
            ]
        }
    ]
}

4.3.8 总结

VS Code 的调试功能十分强大，本节只讲解了一些常用的调试功能，对于其余的调试功能，还请读者自行尝试。

4.3.9 参考链接

上一节：4.2 Chrome DevTools

下一节：4.4 debug + repl2 + power-assert