Debugger 接口

Mozilla 的 JavaScript 引擎 SpiderMonkey 提供了一个名为 Debugger 的调试接口，它允许 JavaScript 代码观察和操作其他 JavaScript 代码的执行。Firefox 内置的开发者工具和 Firebug 扩展都使用 Debugger 来实现它们的 JavaScript 调试器。但是，Debugger 非常通用，可以用于实现其他类型的工具，例如跟踪器、覆盖率分析、补丁和继续等等。

Debugger 具有三个基本特性

  • 它是一个源代码级接口：它根据 JavaScript 语言进行操作，而不是机器语言。它操作 JavaScript 对象、堆栈帧、环境和代码，并且无论被调试者是解释、编译还是优化，都提供一致的接口。如果你对 JavaScript 语言有很好的掌握，那么你应该具备使用 Debugger 所需的所有背景知识，即使你从未了解过该语言的实现。

  • 它供JavaScript 代码使用。JavaScript 既是被调试语言，也是工具实现语言，因此使 JavaScript 在 Web 上有效的特性可以用于为开发人员创建工具。正如预期的那样，Debugger 是一个健全的接口：使用（甚至滥用）Debugger 绝不应该导致 Gecko 崩溃。错误会抛出正确的 JavaScript 异常。

  • 它是一个线程内调试 API。被调试者和使用 Debugger 观察它的代码必须在同一个线程中运行。跨线程、跨进程和跨设备的工具必须使用 Debugger 从同一线程内观察被调试者，然后自行处理任何必要的通信。（Firefox 的内置工具为此目的定义了一个协议。）

在 Gecko 中，Debugger API 仅对 chrome 代码可用。根据设计，它不应该引入安全漏洞，因此原则上也可以提供给内容；但很难证明增加攻击面的安全风险是合理的。

Debugger API 目前无法观察自托管 JavaScript。这并非 API 设计固有的，而仅仅是因为自托管基础设施尚未准备好应对 Debugger API 可以执行的入侵。

调试器实例和影子对象

Debugger 将被调试者状态的每个方面都反映为 JavaScript 值——不仅是像对象和基本类型这样的实际 JavaScript 值，还包括堆栈帧、环境、脚本和编译单元，这些通常无法作为它们自身的对象访问。

这是一个正在运行计时器回调函数的 JavaScript 程序

A running JavaScript program and its Debugger shadows

此图显示了构成 Debugger API 的各种类型的影子对象（它们都遵循一些通用约定）

  • Debugger.Object 表示一个被调试者对象，提供了一个面向反射的 API，可以保护调试器避免意外调用 getter、setter、代理陷阱等等。

  • Debugger.Script 表示一段 JavaScript 代码——函数体或顶级脚本。给定一个 Debugger.Script，可以设置断点，在源位置和字节码偏移量之间转换（偏离“源代码级”设计原则），以及查找代码的其他静态特性。

  • Debugger.Frame 表示一个正在运行的堆栈帧。可以使用它们遍历堆栈并查找每个帧的脚本和环境。还可以为帧设置 onStep 和 onPop 处理程序。

  • Debugger.Environment 表示一个环境，将变量名与存储位置关联起来。环境可能属于正在运行的堆栈帧、被函数闭包捕获，或者将某个全局对象的属性反映为变量。

Debugger 实例本身并不是被调试者中任何内容的影子；相反，它维护着一组要被视为被调试者的全局对象。一个 Debugger 只观察在这些全局对象的范围内发生的执行。可以设置函数，以便在推送新的堆栈帧时调用；加载新代码时调用；等等。

此图中省略了 Debugger.Source 实例，它们表示 JavaScript 编译单元。一个 Debugger.Source 可以提供其源代码的完整副本，并解释代码是如何进入系统的，无论是通过调用 eval、<script> 元素还是其他方式。一个 Debugger.Script 指向它派生的 Debugger.Source。

同样省略的是 Debugger 的 Debugger.Memory 实例，它包含用于观察被调试者内存使用情况的方法和访问器。

所有这些类型都遵循一些通用约定，在深入研究任何特定类型的规范之前，你应该先浏览一下。

所有影子对象对于每个 Debugger 和每个引用都是唯一的。对于给定的 Debugger，只有一个 Debugger.Object 引用特定的被调试者对象；对于特定的堆栈帧，只有一个 Debugger.Frame；等等。因此，工具可以将引用的元数据存储为影子本身上的属性，并在再次遇到相同的引用时找到该元数据。并且由于影子是每个 Debugger 的，因此工具可以在不担心干扰使用其自身 Debugger 实例的其他工具的情况下这样做。

示例

以下是一些你可以自己尝试的事情，它们展示了 Debugger 的一些功能