Debian上Rust代码如何调试与测试

在 Debian 上调试与测试 Rust 的高效流程

一环境准备

安装 Rust 工具链：执行命令：curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh，随后执行 source $HOME/.cargo/env 使环境变量生效。为获得更好的调试体验，建议安装 Rust 调试组件：rustup component add rust-src llvm-tools-preview。在 Debian 上安装系统级调试器：sudo apt update && sudo apt install gdb lldb。这些组件将提供对 Rust 友好的堆栈、变量与类型显示能力。

二调试方法与常用工具

构建配置
- 调试构建：使用 cargo build（默认包含调试信息），便于断点与变量检查。
- 发布构建保留调试信息：在 Cargo.toml 的 [profile.release] 中设置 debug = true，发布时也可获得调试符号，便于线上问题定位：cargo build --release。
使用 rust-gdb / rust-lldb
- 启动调试：rust-gdb target/debug/your_project 或 rust-lldb target/debug/your_project。
- 常用命令：break main 或 break your_crate::func 设置断点；step/next 单步进入/跳过；continue 继续；print var 或 frame variable 查看变量；backtrace（或 bt）查看调用栈；条件断点：break your_function if x == 42。
快速打印与日志
- 使用 println!("{:?}", x)、println!("{:#?}", x) 美化输出；dbg!(&x) 快速打印带文件与行号的值。
- 结构化日志：log + env_logger，运行时设置 RUST_LOG=info cargo run 输出运行轨迹。
系统级跟踪
- 系统调用跟踪：strace -p <PID> 或 strace -e trace=open,read,write -p <PID> 定位 I/O 与系统调用问题。
- 库函数跟踪：ltrace -p <PID> 跟踪动态库调用。
内存与泄漏检查
- valgrind --tool=memcheck target/debug/your_program 检测非法内存访问与泄漏（注意：对高度优化/内联代码支持有限，优先在调试构建下使用）。
观测与自动化
- cargo-watch -x run 监听文件变更并自动构建运行，加速迭代调试。

三测试流程与常用命令

单元测试
- 在 src/lib.rs 或 src/main.rs 中使用 #[cfg(test)] mod tests { #[test] fn test_name() { ... } } 编写测试。
- 运行全部测试：cargo test；查看测试输出（例如 println! 日志）：cargo test -- --nocapture。
集成测试与示例
- 将集成测试放在项目根目录的 tests/ 目录，文件名以 _test.rs 结尾；运行：cargo test。
- 示例（examples/）可用 cargo run --example <name> 执行，便于端到端验证。
断言与测试工具
- 常用断言：assert!、assert_eq!、assert_ne!；可结合测试框架（如 rstest）做参数化与夹具管理，提升覆盖率与可维护性。

四调试与测试的快速示例

调试示例

代码示例（src/main.rs）

fn add(a: i32, b: i32) -> i32 { a + b }

fn main() {
    let x = 10;
    let y = 20;
    let z = add(x, y);
    dbg!(&z); // 调试输出
}

构建与启动调试

cargo build
rust-gdb target/debug/your_project

GDB 常用操作

(gdb) break main
(gdb) run
(gdb) next
(gdb) print x
(gdb) backtrace

测试示例

单元测试（src/lib.rs）

pub fn add(a: i32, b: i32) -> i32 { a + b }

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    fn test_add() {
        assert_eq!(add(1, 2), 3);
        assert_eq!(add(-1, 1), 0);
    }
}

运行测试并查看输出
```
cargo test -- --nocapture
```

五常见问题与排查建议

断点无法命中或变量不可见：确认使用 调试构建 进行调试；发布构建请开启 debug = true；必要时添加 println!/dbg! 辅助定位。
优化导致单步异常：调试时避免高优化级别；发布构建保留调试符号有助于事后分析。
无法打印复杂结构：为类型派生或手动实现 Debug，便于 {:?}/{:#?} 输出。
系统调用/库调用问题：优先用 strace / ltrace 观察执行路径与参数，再回到源码定位。
内存错误与泄漏：使用 valgrind 在调试构建下排查；若涉及第三方 C 库，确保对应调试符号可用。

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