Linux 程序员的自我修养：玩转 GDB 调试

我从学生时代到进入软件开发这个行业，不知不觉已经十余年了。这些年，先后在网游公司做过游戏服务器，为上海某交易所做过金融交易系统、在金融证券公司做过股票证券交易系统和即时通讯软件、在音视频直播公司做过直播服务器，各种项目使用的服务器操作系统都是 Linux，开发语言是 C/C++。

正如从事 Windows C/C++ 开发的一定要熟悉 Visual Studio、从事 Java 开发的要熟悉 Eclipse 或 IntelliJ IDEA、从事 Android 开发的要熟悉 Android Studio、从事 iOS 开发的要熟悉 XCode 一样，从事 Linux 开发的要熟悉 GDB。

GDB 有多重要？分享我的经历侧面回答一下这个问题。

1. 熟练使用 GDB 是 Linux C/C++ 开发人员的基本素养

我之前有份后台开发的工作，部门有个不成文的规定：即使很明确的程序，每个分支必须使用 GDB 调试器去追踪一下程序，看看执行过程中的各种中间状态是否符合预期。

很多人想当然地觉得代码就会按预期的流程去执行，但是实际上一到生产环境总会出现这样那样的问题，这是很多 Bug 产生的原因。在调试的过程中，能够学到很多可能想不到的知识。

我开始是做 Windows C/C++ 开发的，后来转做 Linux C/C++ 开发，刚开始对 Linux 环境下没有图形化的可视化界面很不习惯，因此很多简单的代码段也就不愿意去调试，后来系统事故频发，造成了一些不好的影响，慢慢地意识到调试的重要性。

后来，我做了技术管理者，每次面试技术候选人，我会问他熟悉哪些开发工具。有些面试者对各种开发工具都不熟悉，我猜想这类应聘者应该是基本“不写代码”或者“不会写代码”的，面试结果可想而知。

“工欲善其事、必先利其器”，作为一名合格的软件开发者，至少得熟悉一种软件开发工具和调试器，而对于 Linux C/C++ 后台开发，舍 GDB 其谁？

虽然 Linux 系统下大家编写 C/C++ 代码的 IDE 可以自由选择，但是调试生成的 C/C++ 程序一定是直接或者间接使用 GDB。

可以毫不夸张地说，我做的所有项目的开发和调试包括故障排查都是利用 GDB 完成的。调试是开发流程中一个非常重要的环节，对于从事 Linux C/C++ 的开发人员，熟练使用 GDB 调试是一项基本要求。

2 熟练使用 GDB 是学习优秀开源项目的一把钥匙

一些初中级开发者可能想通过阅读一些优秀的开源项目来提高自己的编码水平，但是只阅读代码，不容易找到要点，或者会误解程序的执行逻辑，最终迷失方向。

如果能实际利用调试器去把某个开源项目调试一遍，学习效果才能更好。站在 Linux C/C++ 后台开发的角度来说，学会了 GDB 调试，就可以对各种 C/C++ 开源项目（如 Redis、Apache、Nginx 等）游刃有余。

简而言之，GDB 调试是学习这些优秀开源项目的一把钥匙。

另外，由于 C++ 这门语言多态特性的存在，我们看到的代码执行脉络和实际中的执行流程可能会不一样，特别容易搞错。

我觉得最好的学习方法就是调试这些开源软件，无论多么复杂的程序，只要可以调试，就总可以搞得明明白白的。而一些程序的细节，我们可以通过修改源码调试观察，最终把原理搞得透彻。

3 我的 GDB 学习轨迹

刚开始，我通过网络资料学会了一些简单的 GDB 命令，这时候我在工作中会刻意找一些 demo 程序去调试。

在调试的过程中，遇到了一些需要重复操作才能触发的断点，在厌倦反复手工操作以后，学会了临时断点、条件断点和硬件断点的添加方法。

后来在跟多线程程序斗智斗勇的过程中，学会了如何在各个线程之间切换和查看当前线程调用堆栈。

再后来学习 Apache HTTP Server、Nginx 这样的软件，新的连接会 fork 一个新的进程来处理客户端数据，这又逼着我去研究利用 GDB 调试多进程程序。

当在 GDB 中由于字符串太长或者遇到了 \0 的字符内容时，print 命令显示字符串不全，我不得不再次寻找答案。

当遇到 stl 容器中的元素是自定义元素时，GDB 自带的 print 命令显示效果可能不尽如人意，我又寻找按自己的要求显示这些元素的方法。

…

办法总比困难多，在坚持之后，我发现已经找到了能够搞明白任何 Linux C/C++ 程序的钥匙。

而这把钥匙是很多人苦苦寻找的。

我把找到这把钥匙的经验汇集成册，在 GitChat 平台上发布了《Linux GDB 调试指南》，希望能帮助需要的朋友找到自己的钥匙。

这个图文课程共 19 篇，内容由浅至深，详细地讲解了调试的基本原理和实际项目调试中各种 GDB 命令的灵活使用。

与网络中各种 GDB 调试教程不同，它结合我这些年开发与调试各种 C/C++ 项目的经验，除了 GDB 各种基础命令的讲解，还专门介绍了一些高级 GDB 调试技巧。尤其是多线程程序的调试，这是令很多开发者头疼的一个难题。

最后给出了一个完整的使用 GDB 来分析和学习 Redis 网络通信模块的源码案例，希望以此抛砖引玉，帮助大家掌握学习开源软件的方法。

当然，我们也建立了课程售后服务群，如果在课程学习的过程中有任何疑问或者困惑，可以加群互相沟通讨论。

课程特色

• 本课程不是人云亦云地介绍 GDB 的各个命令的用法，而是从 what、how、why 三个角度来介绍 GDB 调试中的技巧和注意事项；所引用的示例也不是“helloworld”式的 demo，而是以时下最流行的内存数据库 Redis 为示例对象。

• 整个课程循序渐进，从基础的调试符号原理，到 GDB 启动调试的方式，再到常用命令详解，接着介绍 GDB 高级调试技巧和一些更强大的 GDB 扩展工具，最后使用 GDB 带领读者分析 Redis 服务器端和客户端的网络通信模块。

• 在这个课程中读者不仅可以学习到实实在在的调试技巧和网络编程知识，也可以学习到如何梳理开源软件项目结构和源码分析思路。

在选择哪个程序作为 GDB 调试的教学程序时，着实让我纠结了很久。很多 GDB 教程都是人为的“造”一些实例代码，我感觉这样做有点脱离实际生产，实际项目中的代码与这种“造”出来的代码相差很大，同时程序很难调；

不过实际项目中的代码，由于企业单位的保密协议要求，也不方便外传，因而抛弃了自己编写的几个实例代码，经过慎重考虑，本课最终选择带领读者调试 Redis 代码。

受众人群

• 希望学习 Linux C/C++ 开发和系统原理的读者
• 希望学习调试知识和提高调试能力的后台 C/C++ 开发人员
• 希望通过阅读和调试来学习开源 C/C++ 项目的读者
• 希望学习网络编程和了解 Redis 网络通信模块设计思路的读者
• 希望学习如何整体把握一个开源 C/C++ 项目的源码的读者
  

作者简介

范蠡，资深开发工程师，担任过 C++ 客户端和服务器端开发主程，先后做过互联网金融交易系统、即时通讯、游戏服务器、音视频直播服务器等项目，目前在某大型互联网公司任开发经理一职。