Linux系统中Rust的调试技巧 - 问答

1. 使用专用调试工具：rust-gdb与rust-lldb
Rust提供了rust-gdb（GDB包装器）和rust-lldb（LLDB包装器），专门针对Rust代码优化，能自动加载调试符号、识别Rust语法（如结构体、枚举），简化调试流程。安装LLDB/GDB后（如sudo apt install lldb gdb），通过以下命令启动：

rust-gdb target/debug/your_program  # 启动GDB调试
rust-lldb target/debug/your_program # 启动LLDB调试

常用命令：break main（设置断点）、run（启动程序）、next（逐行执行）、step（进入函数）、print variable_name（查看变量值）、backtrace（查看调用栈）。

2. 利用日志宏输出调试信息

println!/dbg!]宏：println!("变量值: {}", variable)是最基础的调试方式，适合快速输出关键变量；dbg!(variable)更强大，会打印变量名、值及所在文件行号（如[src/main.rs:2] variable = 42），且不会影响生产代码（需移除或注释）。
日志库：使用log+env_logger组合实现分级日志（如info、error、debug）。在Cargo.toml中添加依赖：
```
[dependencies]
log = "0.4"
env_logger = "0.9"
```
初始化日志（main.rs）：env_logger::init();，通过RUST_LOG=info cargo run控制日志级别。

3. IDE集成调试（以Visual Studio Code为例）
安装rust-analyzer扩展（提供Rust语法支持），创建.vscode/launch.json配置文件：

{
  "version": "0.2.0",
  "configurations": [
    {
      "type": "lldb",
      "request": "launch",
      "name": "Debug Rust",
      "program": "${workspaceFolder}/target/debug/your_program",
      "args": [],
      "cwd": "${workspaceFolder}"
    }
  ]
}

配置完成后，点击编辑器左侧的“调试图标”，选择“Debug Rust”即可启动调试会话，支持断点设置、变量监视、调用栈查看等功能。

4. 断言与测试框架

断言宏：使用assert!(condition)（条件为假时panic）、assert_eq!(a, b)（比较两个值是否相等）、debug_assert!(condition)（仅在开发模式生效，不影响生产代码）检查程序逻辑。例如：
```
fn add(a: i32, b: i32) -> i32 {
    assert_eq!(a + b, 5, "加法结果错误"); // 自定义错误信息
    a + b
}
```
单元测试：通过#[test]属性标记测试函数，使用cargo test运行。例如：
```
#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;
    #[test]
    fn test_add() {
        assert_eq!(add(2, 3), 5);
    }
}
```
测试失败时会输出详细的错误信息，帮助快速定位问题。

5. 内存调试与性能分析

Valgrind：检测内存泄漏、非法内存访问（如越界读写）。使用命令：
```
valgrind --tool=memcheck target/debug/your_program
```
输出结果会显示内存错误的位置（如“definitely lost”表示确定的内存泄漏）。

性能分析：使用cargo bench（基准测试）或criterion库（更详细的性能分析）找出性能瓶颈。例如，添加criterion依赖后，编写基准测试：

use criterion::{criterion_group, criterion_main, Criterion};
fn bench_add(c: &mut Criterion) {
    c.bench_function("add", |b| b.iter(|| add(2, 3)));
}
criterion_group!(benches, bench_add);
criterion_main!(benches);

运行cargo bench生成性能报告。

6. 高级编译选项
使用rustc的-Z标志开启高级调试功能，例如-Z verbose输出更详细的编译信息（帮助理解编译器处理过程），-Z backtrace在程序崩溃时生成完整的调用回溯。在Cargo.toml的[profile.dev]部分添加：

[profile.dev]
debug = true
rustflags = ["-Z", "backtrace"]

运行程序时，崩溃会输出调用栈信息，便于定位崩溃位置。

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