node调试协议

引言

研究node调试协议(实际上是chrome调试协议)对设计和实现自己的node远程调试工具来说至关重要，它不仅被用在chrome的开发工具中，也可以用它来实现自己的web ide产品，比如调试node中运行的javascript代码。

协议的版本

chrome调试协议是调试客户端和调试目标进行调试交互的规范，该协议通过json格式的文档protocol.json给出。
目前协议稳定版本是1.2，针对不同的运行环境protocol.json分为两个不同的协议内容，一种是提供给chrome浏览器的，一种是提供给基于V8 javascript引擎的运行环境，如node。
通过https://chromedevtools.github.io/debugger-protocol-viewer/ 可以了解协议的相关信息。
目前，提供给浏览器的协议描述在:
https://chromedevtools.github.io/debugger-protocol-viewer/1-2/。
提供给基于V8运行环境的在:
https://chromedevtools.github.io/debugger-protocol-viewer/v8/。
为了调试node应用程序，所以我们比较关注后者。
node6.3.0发布了一个v8-inspector重大变更，支持--inspect启动标识，因此从该版本开始，可以基于chrome调试协议去调试node了。

查看node所支持的协议版本

通过如下命令启动node应用程序，如下所示：(app.js是你要运行的应用程序的入口程序)

node --inspect=9222 app.js

在浏览器中输入url:
http://127.0.0.1:9222/json/version

将得到类似如下返回内容：

node6.3

[ {  "Browser": "node.js/v6.3.0",  "Protocol-Version": "1.1",  "User-Agent": "Mozilla/5.0 (X11; Linux x86_64) AppleWebKit/537.36(KHTML, like Gecko) Chrome/45.0.2446.0 Safari/537.36",  "WebKit-Version": "537.36 (@198122)"} ]

node7.0

[ {
  "Browser": "node.js/v7.0.0",
  "Protocol-Version": "1.1"
} ]

从返回内容来看协议版本为1.1。
最好升级node到最新的稳定版，因为在node6.8中发布了一个变更，可以通过url:
http://127.0.0.1:9222/json/protocol获取到json格式的具体协议内容。
类似如下内容：

{
    "version": { "major": "1", "minor": "1" },
    "domains": [
        ......
    ]
}

协议内容

调试协议分为六个domain，分别为Schema、Runtime、Debugger、Console、Profiler、HeapProfiler。我们这里主要关注Debugger。
Debugger向开发者提供了调试javascript的的能力，如java调试一样，可以设置断点、跟踪线程栈、进行step。

Debugger域

方法

• enable()

  针对当前页面启动调试能力，客户端在调试前必须调用该方法启动调试能力，并在得到该方法的返回后才能正式进入调试

• disable()

  针对当前页面禁用调试能力

• setBreakpointsActive(active:boolean)

  激活当前页面的所有断点

• setSkipAllPauses(skip:boolean)

  使当前页不会被任何暂停事件所中断，如断点、异常、dom异常等

• setBreakpointByUrl

  参数：
  lineNumber:integer
  url:string optional 设置断点的目标脚本url
  urlRegex:string optional 匹配正则表达式的url
  columnNumber:integer optional
  condition:string optional 设置断点条件

  返回值：
  {breakpointId:BreakpointId,locations:[Location]}

  在给定url的javascript文件中设置断点。一旦该命令得到执行，将返回断点id，和应用该断点的文件位置。url和urlRegex必须得设置一个。

• setBreakpoint

  参数：
  location:Location
  condition:string

  返回：
  {breakpointId:BreakpointId,actualLocation:Location}

  在给定的Location处设置断点

• removeBreakpoint(breakpointId:BreakpointId)

  删除断点

• continueToLocation(location:Location)

  继续执行，直到到达目标位置

• stepOver()

• stepInto()

• stepOut()

• pause()

• resume()

• searchInContent

  参数：
  scriptId:Runtime.ScriptId 搜索目标脚本的id
  query:string 搜索内容
  caseSensitive:boolean optional 是否大小写敏感
  isRegex:boolean optional 是否使用正则表达式

  返回：
  {result:[SearchMatch]}

  在指定目标脚本里搜索字符串，该方法属于体验性方法

• setScriptSource

  参数：
  scriptId:Runtime.ScriptId
  scriptSource:string 新的脚本内容
  dryRun:boolean optional 如果设置为true，改变不会被真正被应用。经常用来获取结果而并不真正去改变代码

  返回：
  {
  callFrames:[CallFrame], //optional 如果编辑发生了，返回新的栈帧
  stackChanged:boolean, //optional 当前调用栈是否被改变
  asyncStackTrace:Runtime.StackTrace //optional 异步的stack trace，如果有的话
  exceptionDetails:Runtime.ExceptionDetails //optional 异常信息，如果有的话
  }

  编辑脚本内容

• restartFrame

  参数：
  callFrameId：CallFrameId 栈帧id

  返回：
  {
  callFrames：[CallFrame] //新的stack trace
  asyncStackTrace:Runtime.StackTrace
  }

  重新从某一栈帧开始执行

• getScriptSource(scriptId:Runtime.ScriptId)

  返回：
  {
  scriptSource:string
  }

  获取脚本内容

• setPauseOnExceptions

  参数：
  state:string 只能设置三个值：none, uncaught, all.

  定义在什么异常情况下暂定，默认是none。all为任何异常都暂停。

• evaluateOnCallFrame

  参数：
  callFrameId:CallFrameId
  expression:string 表达式内容
  objectGroup:string optional 将结果放在哪个分组下
  includeCommandLineAPI:boolean optional 指定表达式是否应该存在命令行api，默认false
  silent:boolean optional 在静默状态下，表达式评估异常不会报告且不会造成暂定
  returnByValue:boolean optional 是否期望返回结果是json对象
  generatePreview:boolean optional 是否生成结果预览，体验性参数

  返回：
  {
  result:Runtime.RemoteObject
  exceptionDetails:Runtime.ExceptionDetails//optional
  }

  在指定栈帧评估表达式

• setVariableValue

  参数：
  scopeNumber:integer 域序号，基于0。只运行local、closure、catch域。
  variableName:string 变量名
  newValue:Runtime.CallArgument 新的变量值
  callFrameId:CallFrameId

  指定栈帧上设置某变量的值

• setAsyncCallStackDepth

  参数：
  maxDepth:integer 异步调用栈的最大深度，，默认为0，不去收集异步调用栈

  禁用或启用异步调用栈的跟踪

• setBlackboxPatterns

  体验性 略

• setBlackboxedRanges

  体验性 略

事件

• scriptParsed

  虚拟机解析脚本时触发

  参数：
  scriptId:Runtime.ScriptId
  url:string
  startLine:integer
  startColumn:integer
  endLine:integer
  endColumn:integer
  executionContextId:Runtime.ExecutionContextId 脚本的执行上下文
  hash:string
  executionContextAuxData:object optional
  isLiveEdit:boolean optional 脚本是否来自动态改变的内容。体验性。
  sourceMapURL:string optional source map的url
  hasSourceURL:boolean optional 脚本是否存在source url

• scriptFailedToParse

  虚拟机解析脚本失败时触发

  参数：
  scriptId:Runtime.ScriptId
  url:string
  startLine:integer
  startColumn:integer
  endLine:integer
  endColumn:integer
  executionContextId:Runtime.ExecutionContextId 脚本的执行上下文
  hash:string
  executionContextAuxData:object optional
  sourceMapURL:string optional source map的url
  hasSourceURL:boolean optional 脚本是否存在source url

• breakpointResolved

  当一个断点在某脚本的目标位置得带应用时触发

  参数：
  breakpointId:BreakpointId
  location:Location

• paused

  当虚拟因异常或断点或其它缘由暂停时

  参数：
  callFrames: [ CallFrame ] 虚拟机停止在哪个栈
  reason:string 原因(包括XHR, DOM, EventListener, exception, assert, debugCommand, promiseRejection, other).
  data:object optional 辅助属性
  hitBreakpoints:[string] optional hit到的断点id
  asyncStackTrace:Runtime.StackTrace optional

• resumed

  虚拟机恢复运行时触发

类型

• BreakpointId

  断点id
  string

• CallFrameId

  调用栈id
  string

• Location

  代码位置
  object
  属性：
  scriptId:Runtime.ScriptId
  lineNumber:integer
  columnNumber:integer optional

• CallFrame

  栈帧
  object
  属性：
  callFrameId:CallFrameId
  functionName:string 函数名
  functionLocation:Location optional 体验性
  location:Location
  scopeChain:[Scope] 该帧的调用域链
  this:Runtime.RemoteObject 该帧的调用者
  returnValue:Runtime.RemoteObject optional 如果该帧处于函数返回点将得到返回值

• Scope

  执行域
  object
  属性:
  type:string 包括：global, local, with, closure, catch, block, script
  object：Runtime.RemoteObject 代表该执行域的对象，对global和with域来说代表真正的对象，对于其他域只是该域的描述，包括了域里的属性和变量
  name:string optional
  startLocation:Location
  endLocation:Location

• SearchMatch

  搜索匹配结果
  object
  属性：
  lineNumber:number 所在行
  lineContent:string 匹配的内容