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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一直“隐藏”在一个鲜为人知的 GitHub 项目中的 调试适配器协议 (Debug Adapter Protocol) 迁移到一个更醒目的网站(请参阅功能请求 #19636)。

这篇博客将介绍一些关于协议、调试适配器协议的背景信息,以及此次迁移的动机。

为什么需要协议实现解耦?

来自另一篇博客

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

这一承诺基于(至少)两大支柱

  • 一个可扩展的工具平台和生态系统,每个人都可以轻松做出贡献。
  • 一种易于为任何编程语言添加出色工具支持的技术。

从开发工具层面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”)提供丰富的编辑支持。
  • 将语言的调试支持集成到编辑工具中。

后者可能会让一些人感到惊讶,但我们始终坚信调试是编写源代码的地方——编辑器——不可或缺的一部分。调试是开发“内部循环”的重要组成部分。

但是,将新语言的调试器添加到 IDE 或编辑器是一项艰巨的任务,因为标准调试功能的列表不小:

  • 源文件、函数、条件、行内断点和日志点
  • 在悬停提示或源代码中内联显示的变量值。
  • 多进程和多线程支持。
  • 遍历复杂数据结构。
  • 监视表达式。
  • 带自动完成功能的交互式求值调试控制台 (REPL)。

为新语言实现这些功能不仅需要付出巨大的努力,而且令人沮丧的是,由于每个工具都使用不同的 API 来实现其用户界面,因此这项工作必须为每个开发工具重复进行。

这导致了大量的重复功能(和实现),如下图蓝色方框所示:

without Debug Adapter Protocol

当我们开始开发 Visual Studio Code 时,我们始终设想尽可能将“前端”UI 与特定于语言的“后端”实现解耦。我们希望在语言智能和调试支持方面都实现这一点。

今天,我们相信我们已经实现了这个雄心勃勃的目标:

我们创建了两个抽象协议,可以将“前端”中的编辑和调试用户界面与“后端”组件提供的特定于语言的智能和调试功能解耦。

“对语言的深入理解”通过 语言服务器协议 (Language Server Protocol, LSP) 体现,而“调试支持”则通过调试适配器协议 (DAP) 体现。

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。这个中间组件就成为了调试适配器,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一个调试会话,但目前停在程序的入口点,并希望设置(并稍后命中)一个断点。

  • 用户通过点击断点槽位在特定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,调试适配器将断点注册到 gdb 调试器中。
  • 然后用户按下 继续 按钮以恢复执行。该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。
  • 过了一段时间,断点被命中,调试适配器从 gdb 收到一些通知,并将其转换为 DAP stopped 事件,该事件被发送到开发工具。
  • 为了响应这个 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,开发工具会使用 variables 请求获取该帧的变量。

由于历史原因,DAP 使用基于 JSON 的有线格式,灵感来自(现已废弃的)V8 调试协议。请注意,这种格式与 LSP 中使用的 JSON-RPC 相似但不兼容。

在简要介绍了 DAP 通信示例之后,让我们回顾一下 DAP 方法的特点:

with Debug Adapter Protocol

这张图显示了 DAP 方法的两个重要优点:

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

这些特点与 2016 年在其自己的网站上发布的语言服务器协议的特点相似。

DAP 的新家

现在,我们已经效仿语言服务器协议,将 DAP 规范从其旧位置迁移到一个新的网站 https://msdocs.cn/debug-adapter-protocol 和相应的仓库 https://github.com/microsoft/debug-adapter-protocol

此次迁移应该强调调试适配器协议并非 Visual Studio Code 所特有。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非真正意义上的开始,而只是搬到一个新家……

我们邀请 DAP 的所有现有和未来用户访问我们的新家,并继续在那进行协作。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的列表最新:调试适配器工具SDK

代表 VS Code 团队:祝您编码愉快!

André Weinand -  Twitter 上的 @weinand

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