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# 11.2 使用GDB除錯
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開發程式過程中除錯程式碼是開發者經常要做的一件事情，Go語言不像PHP、Python等動態語言，只要修改不需要編譯就可以直接輸出，而且可以動態的在執行環境下列印資料。當然Go語言也可以透過Println之類別的列印資料來除錯，但是每次都需要重新編譯，這是一件相當麻煩的事情。我們知道在Python中有pdb/ipdb之類別的工具除錯，Javascript也有類似工具，這些工具都能夠動態的顯示變數資訊，單步除錯等。不過慶幸的是Go也有類似的工具支援：GDB。Go內部已經內建支援了GDB，所以，我們可以透過GDB來進行除錯，那麼本小節就來介紹一下如何透過GDB來除錯Go程式。
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另外建議純go程式碼使用[delve](https://github.com/derekparker/delve)可以很好的進行Go程式碼除錯
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## GDB除錯簡介
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GDB是FSF(自由軟體基金會)釋出的一個強大的類別UNIX系統下的程式除錯工具。使用GDB可以做如下事情：
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1. 啟動程式，可以按照開發者的自訂要求執行程式。
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2. 可讓被除錯的程式在開發者設定的調置的斷點處停住。（斷點可以是條件表示式）
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3. 當程式被停住時，可以檢查此時程式中所發生的事。
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4. 動態的改變當前程式的執行環境。
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目前支援除錯Go程式的GDB版本必須大於7.1。
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編譯Go程式的時候需要注意以下幾點
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1. 傳遞引數-ldflags "-s"，忽略debug的列印資訊
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2. 傳遞-gcflags "-N -l" 引數，這樣可以忽略Go內部做的一些優化，聚合變數和函式等優化，這樣對於GDB除錯來說非常困難，所以在編譯的時候加入這兩個引數避免這些優化。
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## 常用命令
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GDB的一些常用命令如下所示
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- list
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簡寫命令`l`，用來顯示原始碼，預設顯示十行程式碼，後面可以帶上引數顯示的具體行，例如：`list 15`，顯示十行程式碼，其中第15行在顯示的十行裡面的中間，如下所示。
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10 time.Sleep(2 * time.Second)
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11 c <- i
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12 }
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13 close(c)
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14 }
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15
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16 func main() {
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17 msg := "Starting main"
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18 fmt.Println(msg)
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19 bus := make(chan int)
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- break
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簡寫命令 `b`,用來設定斷點，後面跟上引數設定斷點的行數，例如`b 10`在第十行設定斷點。
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- delete
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簡寫命令 `d`,用來刪除斷點，後面跟上斷點設定的序號，這個序號可以透過`info breakpoints`取得相應的設定的斷點序號，如下是顯示的設定斷點序號。
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Num Type Disp Enb Address What
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2 breakpoint keep y 0x0000000000400dc3 in main.main at /home/xiemengjun/gdb.go:23
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breakpoint already hit 1 time
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- backtrace
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簡寫命令 `bt`,用來列印執行的程式碼過程，如下所示：
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#0 main.main () at /home/xiemengjun/gdb.go:23
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#1 0x000000000040d61e in runtime.main () at /home/xiemengjun/go/src/pkg/runtime/proc.c:244
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#2 0x000000000040d6c1 in schedunlock () at /home/xiemengjun/go/src/pkg/runtime/proc.c:267
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#3 0x0000000000000000 in ?? ()
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- info
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info命令用來顯示資訊，後面有幾種引數，我們常用的有如下幾種：
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- `info locals`
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顯示當前執行的程式中的變數值
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- `info breakpoints`
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顯示當前設定的斷點列表
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- `info goroutines`
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顯示當前執行的goroutine列表，如下程式碼所示,帶*的表示當前執行的
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* 1 running runtime.gosched
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* 2 syscall runtime.entersyscall
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3 waiting runtime.gosched
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4 runnable runtime.gosched
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- print
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簡寫命令`p`，用來列印變數或者其他資訊，後面跟上需要列印的變數名，當然還有一些很有用的函式$len()和$cap()，用來返回當前string、slices或者maps的長度和容量。
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- whatis
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用來顯示當前變數的型別，後面跟上變數名，例如`whatis msg`,顯示如下：
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type = struct string
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- next
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簡寫命令 `n`,用來單步除錯，跳到下一步，當有斷點之後，可以輸入`n`跳轉到下一步繼續執行
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- continue
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簡稱命令 `c`，用來跳出當前斷點處，後面可以跟引數N，跳過多少次斷點
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- set variable
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該命令用來改變執行過程中的變數值，格式如：`set variable <var>=<value>`
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## 除錯過程
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我們透過下面這個程式碼來示範如何透過GDB來除錯Go程式，下面是將要示範的程式碼：
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```Go
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package main
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import (
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"fmt"
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"time"
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)
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func counting(c chan<- int) {
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for i := 0; i < 10; i++ {
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time.Sleep(2 * time.Second)
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c <- i
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}
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close(c)
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}
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func main() {
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msg := "Starting main"
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fmt.Println(msg)
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bus := make(chan int)
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msg = "starting a gofunc"
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go counting(bus)
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for count := range bus {
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fmt.Println("count:", count)
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}
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}
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```
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編譯檔案，產生可執行檔案gdbfile:
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go build -gcflags "-N -l" gdbfile.go
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透過gdb命令啟動除錯：
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gdb gdbfile
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啟動之後首先看看這個程式是不是可以執行起來，只要輸入`run`命令Enter後程序就開始執行，程式正常的話可以看到程式輸出如下，和我們在命令列直接執行程式輸出是一樣的：
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(gdb) run
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Starting program: /home/xiemengjun/gdbfile
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Starting main
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count: 0
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count: 1
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count: 2
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count: 3
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count: 4
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count: 5
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count: 6
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count: 7
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count: 8
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count: 9
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[LWP 2771 exited]
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[Inferior 1 (process 2771) exited normally]
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好了，現在我們已經知道怎麼讓程式跑起來了，接下來開始給程式碼設定斷點：
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(gdb) b 23
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Breakpoint 1 at 0x400d8d: file /home/xiemengjun/gdbfile.go, line 23.
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(gdb) run
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Starting program: /home/xiemengjun/gdbfile
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Starting main
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[New LWP 3284]
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[Switching to LWP 3284]
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Breakpoint 1, main.main () at /home/xiemengjun/gdbfile.go:23
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23 fmt.Println("count:", count)
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上面例子`b 23`表示在第23行設定了斷點，之後輸入`run`開始執行程式。現在程式在前面設定斷點的地方停住了，我們需要檢視斷點相應上下文的原始碼，輸入`list`就可以看到原始碼顯示從當前停止行的前五行開始：
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(gdb) list
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18 fmt.Println(msg)
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19 bus := make(chan int)
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20 msg = "starting a gofunc"
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21 go counting(bus)
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22 for count := range bus {
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23 fmt.Println("count:", count)
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24 }
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25 }
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現在GDB在運行當前的程式的環境中已經保留了一些有用的除錯資訊，我們只需打印出相應的變數，檢視相應變數的型別及值：
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(gdb) info locals
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count = 0
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bus = 0xf840001a50
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(gdb) p count
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$1 = 0
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(gdb) p bus
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$2 = (chan int) 0xf840001a50
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(gdb) whatis bus
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type = chan int
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接下來該讓程式繼續往下執行，請繼續看下面的命令
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(gdb) c
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Continuing.
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count: 0
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[New LWP 3303]
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[Switching to LWP 3303]
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Breakpoint 1, main.main () at /home/xiemengjun/gdbfile.go:23
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23 fmt.Println("count:", count)
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(gdb) c
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Continuing.
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count: 1
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[Switching to LWP 3302]
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Breakpoint 1, main.main () at /home/xiemengjun/gdbfile.go:23
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23 fmt.Println("count:", count)
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每次輸入`c`之後都會執行一次程式碼，又跳到下一次for迴圈，繼續打印出來相應的資訊。
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設想目前需要改變上下文相關變數的資訊，跳過一些過程，並繼續執行下一步，得出修改後想要的結果：
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(gdb) info locals
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count = 2
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bus = 0xf840001a50
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(gdb) set variable count=9
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(gdb) info locals
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count = 9
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bus = 0xf840001a50
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(gdb) c
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Continuing.
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count: 9
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[Switching to LWP 3302]
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Breakpoint 1, main.main () at /home/xiemengjun/gdbfile.go:23
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23 fmt.Println("count:", count)
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最後稍微思考一下，前面整個程式執行的過程中到底建立了多少個goroutine，每個goroutine都在做什麼：
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(gdb) info goroutines
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* 1 running runtime.gosched
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* 2 syscall runtime.entersyscall
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3 waiting runtime.gosched
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4 runnable runtime.gosched
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(gdb) goroutine 1 bt
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#0 0x000000000040e33b in runtime.gosched () at /home/xiemengjun/go/src/pkg/runtime/proc.c:927
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#1 0x0000000000403091 in runtime.chanrecv (c=void, ep=void, selected=void, received=void)
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at /home/xiemengjun/go/src/pkg/runtime/chan.c:327
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#2 0x000000000040316f in runtime.chanrecv2 (t=void, c=void)
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at /home/xiemengjun/go/src/pkg/runtime/chan.c:420
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#3 0x0000000000400d6f in main.main () at /home/xiemengjun/gdbfile.go:22
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#4 0x000000000040d0c7 in runtime.main () at /home/xiemengjun/go/src/pkg/runtime/proc.c:244
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#5 0x000000000040d16a in schedunlock () at /home/xiemengjun/go/src/pkg/runtime/proc.c:267
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#6 0x0000000000000000 in ?? ()
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透過檢視goroutines的命令我們可以清楚地瞭解goruntine內部是怎麼執行的，每個函式的呼叫順序已經明明白白地顯示出來了。
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## 小結
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本小節我們介紹了GDB除錯Go程式的一些基本命令，包括`run`、`print`、`info`、`set variable`、`coutinue`、`list`、`break` 等經常用到的除錯命令，透過上面的例子示範，我相信讀者已經對於透過GDB除錯Go程式有了基本的理解，如果你想取得更多的除錯技巧請參考官方網站的GDB除錯手冊，還有GDB官方網站的手冊。
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## links
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* [目錄](<preface.md>)
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* 上一節: [錯誤處理](<11.1.md>)
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* 下一節: [Go怎麼寫測試案例](<11.3.md>)
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