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调试适配器协议的新家

2018年8月7日 André Weinand,@weinand

七月里程碑的一个目标是将调试适配器协议——它一直“隐藏”在一个有点模糊的GitHub项目中——迁移到一个更醒目的网站(参见功能请求#19636)。

这篇博客将提供关于协议、调试适配器协议以及此次迁移背后动机的一些背景信息。

为什么需要通过协议解耦?

摘自另一篇博客

“Visual Studio Code 是面向任何开发者的编辑器,无论您使用何种编程语言。”

这一承诺基于(至少)两个支柱:

  • 一个可扩展的工具平台和生态系统,每个人都可以轻松贡献。
  • 使为任何编程语言添加出色的工具支持变得容易的技术。

从开发工具的角度支持一种编程语言意味着:

  • 基于对语言的深入理解(又称“语言智能”)的丰富编辑支持。
  • 集成到编辑工具中的语言调试支持。

后者可能让一些人感到惊讶,但我们一直坚信调试是源代码编写地点的组成部分:编辑器。调试是开发“内部循环”的重要组成部分。

但是,为新的语言向IDE或编辑器添加调试器是一项重大的工作,因为标准调试功能的列表并不短:

  • 源、函数、条件、内联断点和日志点
  • 变量值显示在悬停提示或源代码中内联。
  • 多进程和多线程支持。
  • 遍历复杂的数据结构。
  • 监视表达式。
  • 用于交互式评估并带自动补全的调试控制台(REPL)。

为新的语言实现这些功能不仅是一项重大工作,而且令人沮丧的是,这项工作必须针对每个开发工具重复进行,因为每个工具都使用不同的API来实现其用户界面。

这导致了大量的重复功能(和实现),如下图中的蓝色方框所示:

without Debug Adapter Protocol

当我们开始 Visual Studio Code 的工作时,我们总是设想尽可能地将“前端”UI 与特定语言的“后端”实现解耦。我们希望对语言智能和调试支持都这样做。

今天,我们相信我们已经实现了这个宏伟的目标:

我们创建了两个抽象协议,允许将“前端”的编辑和调试用户界面与“后端”组件提供的特定语言智能和调试功能解耦。

“对语言的深入理解”由语言服务器协议(LSP)呈现,“调试支持”由调试适配器协议(DAP)呈现。

调试适配器协议

调试适配器协议背后的理念是标准化一个抽象协议,用于开发工具的调试组件如何与具体的调试器或运行时进行通信。

由于假设现有调试器或运行时会很快采用此协议是不现实的,因此我们设计了一个中间组件来承担将现有调试器或运行时API适配到调试适配器协议的角色。这个中间组件成为调试适配器,这解释了协议的名称:调试适配器协议。

下面是一个开发工具如何使用DAP与流行的“gdb”调试器的调试适配器进行通信的示例:

breakpoint

我们假设用户已经启动了调试会话,但目前停留在程序入口点,并希望设置(并稍后命中)一个断点。

  • 用户通过点击断点槽在一个特定的源文件中设置一个或多个断点。开发工具向调试适配器发送一个setBreakpoints请求,调试适配器将该断点注册到gdb调试器。
  • 然后用户按下继续按钮以恢复执行。工具向调试适配器发送一个continue请求,调试适配器将其转换为相应的gdb命令。
  • 一段时间后,断点被命中,调试适配器从gdb接收到一些通知,并将其转换为一个DAP stopped事件,该事件被发送到开发工具。
  • 响应此stopped事件,开发工具更新其UI并显示堆栈跟踪视图。这会触发一个stacktrace请求,该请求返回为单个堆栈帧显示的所有信息。
  • 如果用户选择一个堆栈帧,开发工具会通过variables请求该帧的变量。

由于历史原因,DAP使用基于JSON的线缆格式,其灵感来自(现已废弃的)V8调试协议。请注意,此格式与LSP中使用的JSON-RPC类似但不兼容。

在DAP通信的这个简短示例之后,让我们回顾一下DAP方法的特点:

with Debug Adapter Protocol

这张图展示了DAP方法的两个重要优势:

  • 调试适配器可以在不同的开发工具之间共享,这有助于分摊它们的开发成本。
  • 调试适配器协议不与VS Code绑定,可以作为其他开发工具中通用调试器UI的基础。

这些特性与2016年在其自己的网站上发布的语言服务器协议的特性相似。

DAP 的新家

现在,我们已经效仿调试适配器协议,将DAP规范从其旧位置迁移到新网站https://msdocs.cn/debug-adapter-protocol和相应的仓库https://github.com/microsoft/debug-adapter-protocol

此举旨在强调调试适配器协议并非Visual Studio Code特有。例如,Visual Studio现在也支持此协议

在新位置,我们提供:

旧位置将继续托管DAP的三个npm模块的源代码:

下一步是什么?

由于调试适配器协议已经存在了一段时间,所以迁移到新网站并不是真正意义上的创建,而只是搬到了一个新家……

我们诚挚邀请DAP的所有现有和未来的用户访问我们的新家,并在那里继续合作。例如,您可以通过在GitHub上针对这些Markdown文件提交拉取请求来帮助保持支持工具和实现列表的最新状态:调试适配器工具SDK

代表 VS Code 团队:祝您编码愉快!

André Weinand -  @weinand on Twitter