Debug与Release版本的区别.docx
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Debug与Release版本的区别.docx
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Debug与Release版本的区别
Debug与Release版本的区别
本文主要包含如下内容:
1.Debug和Release编译方式的本质区别
2.哪些情况下Release版会出错
3.怎样“调试”Release版的程序
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关于Debug和Release之本质区别的讨论
一、Debug和Release编译方式的本质区别
Debug通常称为调试版本,它包含调试信息,并且不作任何优化,便于程序员调试程序。
Release称为发布版本,它往往是进行了各种优化,使得程序在代码大小和运行速度上都是最优的,以便用户很好地使用。
Debug和Release的真正秘密,在于一组编译选项。
下面列出了分别针对二者的选项(当然除此之外还有其他一些,如/Fd/Fo,但区别并不重要,通常他们也不会引起Release版错误,在此不讨论)
Debug版本:
/MDd/MLd或/MTd 使用Debugruntimelibrary(调试版本的运行时刻函数库)
/Od 关闭优化开关
/D"_DEBUG" 相当于#define_DEBUG,打开编译调试代码开关(主要针对
assert函数)
/ZI 创建Editandcontinue(编辑继续)数据库,这样在调试过
程中如果修改了源代码不需重新编译
/GZ 可以帮助捕获内存错误
/Gm 打开最小化重链接开关,减少链接时间
Release版本:
/MD/ML或/MT 使用发布版本的运行时刻函数库
/O1或/O2优化开关,使程序最小或最快
/D"NDEBUG" 关闭条件编译调试代码开关(即不编译assert函数)
/GF 合并重复的字符串,并将字符串常量放到只读内存,防止
被修改
实际上,Debug和Release并没有本质的界限,他们只是一组编译选项的集合,编译器只是按照预定的选项行动。
事实上,我们甚至可以修改这些选项,从而得到优化过的调试版本或是带跟踪语句的发布版本。
二、哪些情况下Release版会出错
有了上面的介绍,我们再来逐个对照这些选项看看Release版错误是怎样产生的
1.RuntimeLibrary:
链接哪种运行时刻函数库通常只对程序的性能产生影响。
调试版本的RuntimeLibrary包含了调试信息,并采用了一些保护机制以帮助发现错误,因此性能不如发布版本。
编译器提供的RuntimeLibrary通常很稳定,不会造成Release版错误;倒是由于Debug的RuntimeLibrary加强了对错误的检测,如堆内存分配,有时会出现Debug有错但Release正常的现象。
应当指出的是,如果Debug有错,即使Release正常,程序肯定是有Bug的,只不过可能是Release版的某次运行没有表现出来而已。
2.优化:
这是造成错误的主要原因,因为关闭优化时源程序基本上是直接翻译的,而打开优化后编译器会作出一系列假设。
这类错误主要有以下几种:
(1)帧指针(FramePointer)省略(简称FPO):
在函数调用过程中,所有调用信息(返回地址、参数)以及自动变量都是放在栈中的。
若函数的声明与实现不同(参数、返回值、调用方式),就会产生错误————但Debug方式下,栈的访问通过EBP寄存器保存的地址实现,如果没有发生数组越界之类的错误(或是越界“不多”),函数通常能正常执行;Release方式下,优化会省略EBP栈基址指针,这样通过一个全局指针访问栈就会造成返回地址错误是程序崩溃。
C++的强类型特性能检查出大多数这样的错误,但如果用了强制类型转换,就不行了。
你可以在Release版本中强制加入/Oy-编译选项来关掉帧指针省略,以确定是否此类错误。
此类错误通常有:
●MFC消息响应函数书写错误。
正确的应为
afx_msgLRESULTOnMessageOwn(WPARAMwparam,LPARAMlparam);
ON_MESSAGE宏包含强制类型转换。
防止这种错误的方法之一是重定义ON_MESSAGE宏,把下列代码加到stdafx.h中(在#include"afxwin.h"之后),函数原形错误时编译会报错
#undefON_MESSAGE
#defineON_MESSAGE(message,memberFxn)\
{message,0,0,0,AfxSig_lwl,\
(AFX_PMSG)(AFX_PMSGW)(static_cast CWnd: : *)(WPARAM,LPARAM)>(&memberFxn)}, (2)volatile型变量: volatile告诉编译器该变量可能被程序之外的未知方式修改(如系统、其他进程和线程)。 优化程序为了使程序性能提高,常把一些变量放在寄存器中(类似于register关键字),而其他进程只能对该变量所在的内存进行修改,而寄存器中的值没变。 如果你的程序是多线程的,或者你发现某个变量的值与预期的不符而你确信已正确的设置了,则很可能遇到这样的问题。 这种错误有时会表现为程序在最快优化出错而最小优化正常。 把你认为可疑的变量加上volatile试试。 (3)变量优化: 优化程序会根据变量的使用情况优化变量。 例如,函数中有一个未被使用的变量,在Debug版中它有可能掩盖一个数组越界,而在Release版中,这个变量很可能被优化调,此时数组越界会破坏栈中有用的数据。 当然,实际的情况会比这复杂得多。 与此有关的错误有: ●非法访问,包括数组越界、指针错误等。 例如 voidfn(void) { inti; i=1; inta[4]; { intj; j=1; } a[-1]=1;//当然错误不会这么明显,例如下标是变量 a[4]=1; } j虽然在数组越界时已出了作用域,但其空间并未收回,因而i和j就会掩盖越界。 而Release版由于i、j并未其很大作用可能会被优化掉,从而使栈被破坏。 3._DEBUG与NDEBUG: 当定义了_DEBUG时,assert()函数会被编译,而NDEBUG时不被编译。 除此之外,VC++中还有一系列断言宏。 这包括: ANSIC断言 voidassert(intexpression); CRuntimeLib断言 _ASSERT(booleanExpression); _ASSERTE(booleanExpression); MFC断言 ASSERT(booleanExpression); VERIFY(booleanExpression); ASSERT_VALID(pObject); ASSERT_KINDOF(classname,pobject); ATL断言 ATLASSERT(booleanExpression); 此外,TRACE()宏的编译也受_DEBUG控制。 所有这些断言都只在Debug版中才被编译,而在Release版中被忽略。 唯一的例外是VERIFY()。 事实上,这些宏都是调用了assert()函数,只不过附加了一些与库有关的调试代码。 如果你在这些宏中加入了任何程序代码,而不只是布尔表达式(例如赋值、能改变变量值的函数调用等),那么Release版都不会执行这些操作,从而造成错误。 初学者很容易犯这类错误,查找的方法也很简单,因为这些宏都已在上面列出,只要利用VC++的FindinFiles功能在工程所有文件中找到用这些宏的地方再一一检查即可。 另外,有些高手可能还会加入#ifdef_DEBUG之类的条件编译,也要注意一下。 顺便值得一提的是VERIFY()宏,这个宏允许你将程序代码放在布尔表达式里。 这个宏通常用来检查WindowsAPI的返回值。 有些人可能为这个原因而滥用VERIFY(),事实上这是危险的,因为VERIFY()违反了断言的思想,不能使程序代码和调试代码完全分离,最终可能会带来很多麻烦。 因此,专家们建议尽量少用这个宏。 4./GZ选项: 这个选项会做以下这些事 (1)初始化内存和变量。 包括用0xCC初始化所有自动变量,0xCD(ClearedData)初始化堆中分配的内存(即动态分配的内存,例如new),0xDD(DeadData)填充已被释放的堆内存(例如delete),0xFD(deFencdeData)初始化受保护的内存(debug版在动态分配内存的前后加入保护内存以防止越界访问),其中括号中的词是微软建议的助记词。 这样做的好处是这些值都很大,作为指针是不可能的(而且32位系统中指针很少是奇数值,在有些系统中奇数的指针会产生运行时错误),作为数值也很少遇到,而且这些值也很容易辨认,因此这很有利于在Debug版中发现Release版才会遇到的错误。 要特别注意的是,很多人认为编译器会用0来初始化变量,这是错误的(而且这样很不利于查找错误)。 (2)通过函数指针调用函数时,会通过检查栈指针验证函数调用的匹配性。 (防止原形不匹配) (3)函数返回前检查栈指针,确认未被修改。 (防止越界访问和原形不匹配,与第二项合在一起可大致模拟帧指针省略FPO) 通常/GZ选项会造成Debug版出错而Release版正常的现象,因为Release版中未初始化的变量是随机的,这有可能使指针指向一个有效地址而掩盖了非法访问。 除此之外,/Gm/GF等选项造成错误的情况比较少,而且他们的效果显而易见,比较容易发现。 三、怎样“调试”Release版的程序 遇到Debug成功但Release失败,显然是一件很沮丧的事,而且往往无从下手。 如果你看了以上的分析,结合错误的具体表现,很快找出了错误,固然很好。 但如果一时找不出,以下给出了一些在这种情况下的策略。 1.前面已经提过,Debug和Release只是一组编译选项的差别,实际上并没有什么定义能区分二者。 我们可以修改Release版的编译选项来缩小错误范围。 如上所述,可以把Release的选项逐个改为与之相对的Debug选项,如/MD改为/MDd、/O1改为/Od,或运行时间优化改为程序大小优化。 注意,一次只改一个选项,看改哪个选项时错误消失,再对应该选项相关的错误,针对性地查找。 这些选项在Project\Settings...中都可以直接通过列表选取,通常不要手动修改。 由于以上的分析已相当全面,这个方法是最有效的。 2.在编程过程中就要时常注意测试Release版本,以免最后代码太多,时间又很紧。 3.在Debug版中使用/W4警告级别,这样可以从编译器获得最大限度的错误信息,比如if(i=0)就会引起/W4警告。 不要忽略这些警告,通常这是你程序中的Bug引起的。 但有时/W4会带来很多冗余信息,如未使用的函数参数警告,而很多消息处理函数都会忽略某些参数。 我们可以用 #progmawarning(disable: 4702)//禁止 //... #progmawarning(default: 4702)//重新允许 来暂时禁止某个警告,或使用 #progmawarning(push,3)//设置警告级别为/W3 //... #progmawarning(pop)//重设为/W4 来暂时改变警告级别,有时你可以只在认为可疑的那一部分代码使用/W4。 4.你也可以像Debug一样调试你的Release版,只要加入调试符号。 在Project/Settings...中,选中Settingsfor"Win32Release",选中C/C++标签,Category选General,DebugInfo选ProgramDatabase。 再在Link标签Projectoptions 最后加上"/OPT: REF"(引号不要输)。 这样调试器就能使用pdb文件中的调试符号。 但调试时你会发现断点很难设置,变量也很难找到——这些都被优化过了。 不过令人庆幸的是,CallStack窗口仍然工作正常,即使帧指针被优化,栈信息(特别是返回地址)仍然能找到。 这对定位错误很有帮助。 ------------------------------------------------------------------------------------ 1. 变量。 大家都知道,debug跟release在初始化变量时所做的操作是不同的,debug是将每个字节位都赋成0xcc(注1),而release的赋值近似于随机(我想是直接从内存中分配的,没有初始化过)。 这样就明确了,如果你的程序中的某个变量没被初始化就被引用,就很有可能出现异常: 用作控制变量将导致流程导向不一致;用作数组下标将会使程序崩溃;更加可能是造成其他变量的不准确而引起其他的错误。 所以在声明变量后马上对其初始化一个默认的值是最简单有效的办法,否则项目大了你找都没地方找。 代码存在错误在debug方式下可能会忽略而不被察觉到,如debug方式下数组越界也大多不会出错,在release中就暴露出来了,这个找起来就比较难了: ( 还是自己多加注意吧 2. 自定义消息的消息参数。 MFC为我们提供了很好的消息机制,更增加了自定义消息,好处我就不用多说了。 这也存在debug跟release的问题吗? 答案是肯定的。 在自定义消息的函数体声明时,时常会看到这样的写法: afx_msg LRESULT OnMessageOwn(); Debug情况下一般不会有任何问题,而当你在Release下且多线程或进程间使用了消息传递时就会导致无效句柄之类的错误。 导致这个错误直接原因是消息体的参数没有添加,即应该写成: afx_msg LRESULT OnMessageOwn(WPARAM wparam, LPARAM lparam); (注2) 3. release模式下不出错,但debug模式下报错。 这种情况下大多也是因为代码书写不正确引起的,查看MFC的源码,可以发现好多ASSERT的语句(断言),这个宏只是在debug模式下才有效,那么就清楚了,release版不报错是忽略了错误而不是没有错误,这可能存在很大的隐患,因为是Debug模式下,比较方便调试,好好的检查自己的代码,再此就不多说了。 4. ASSERT, VERIFY, TRACE..........调试宏 这种情况很容易解释。 举个例子: 请在VC下输入ASSERT然后选中按F12跳到宏定义的地方,这里你就能够发现Debug中ASSERT要执行AfxAssertFailedLine,而Release下的宏定义却为"#define ASSERT(f) ((void)0)"。 所以注意在这些调试宏的语句不要用程序相关变量如i++写操作的语句。 VERIFY是个例外,"#define VERIFY(f) ((void)(f))",即执行,这里的作用就不多追究了,有兴趣可自己研究: )。 总结: Debug与Release不同的问题在刚开始编写代码时会经常发生,99%是因为你的代码书写错误而导致的,所以不要动不动就说系统问题或编译器问题,努力找找自己的原因才是根本。 我从前就常常遇到这情况,经历过一次次的教训后我就开始注意了,现在我所写过的代码我已经好久没遇到这种问题了。 下面是几个避免的方面,即使没有这种问题也应注意一下: 1. 注意变量的初始化,尤其是指针变量,数组变量的初始化(很大的情况下另作考虑了)。 2. 自定义消息及其他声明的标准写法 3. 使用调试宏时使用后最好注释掉 4. 尽量使用try - catch(...) 5. 尽量使用模块,不但表达清楚而且方便调试。 注1: afc(afc) 网友提供: debug版初始化成0xcc是因为0xcc在x86下是一条int 3单步中断指令,这样程序如果跑飞了遇到0xcc就会停下来,这和单片机编程时一般将没用的代码空间填入jmp 0000语句是一样地 注2: 不知大家有没有遇到过这种情况,具体原因我也不太清楚,是不是调用时按着默认的参数多分配了WPARAM+LPARAM的空间而破坏了应用程序的内存空间? 还请高手来补充。 NightWolf 网友提供: 我遇见过,好像是在函数调用的时候参数入栈的问题。 因为MFC的消息使用宏写的,所以如果定义了OnMessage()的函数,编译能够通过,但是调用一次后,堆栈指针发生了偏移。 然后就。 。 。 ---------------------------------------------------------------------------------- Debug和Release并没有本质的区别,他们只是VC预定义提供的两组编译选项的集合,编译器只是按照预定的选项行动。 如果我们愿意,我们完全可以把Debug和Release的行为完全颠倒过来。 当然也可以提供其他的模式,例如自己定义一组编译选项,然后命名为MY_ABC等。 习惯上,我们仍然更愿意使用VC已经定义好的名称。 Debug版本包括调试信息,所以要比Release版本大很多(可能大数百K至数M)。 至于是否需要DLL支持,主要看你采用的编译选项。 如果是基于ATL的,则Debug和Release版本对DLL的要求差不多。 如果采用的编译选项为使用MFC动态库,则需要MFC42D.DLL等库支持,而Release版本需要MFC42.DLL支持。 Release不对源代码进行调试,不考虑MFC的诊断宏,使用的是MFC Release库,编译时对应用程序的速度进行优化,而Debug则正好相反,它允许对源代码进行调试,可以定义和使用MFC的诊断宏,采用MFC Debug库,对速度没有优化。 既然Debug和Release仅仅是编译选项的不同,那么为什么要区分Debug和Release版本呢? Debug和Release,在我看来主要是针对其面向的目标不同的而进行区分的。 Debug通常称为调试版本,通过一系列编译选项的配合,编译的结果通常包含调试信息,而且不做任何优化,以为开发人员提供强大的应用程序调试能力。 而Release通常称为发布版本,是为用户使用的,一般客户不允许在发布版本上进行调试。 所以不保存调试信息,同时,它往往进行了各种优化,以期达到代码最小和速度最优。 为用户的使用提供便利。 下面仅就默认的Debug和Release版本的选项进行比较,详细的编译选项可以看MSDN的说明。 我们将默认的Debug和Release的选项设置进行比较,过滤掉相同设置,主要的不同如下: 编译选项: /Od/D"_DEBUG"/Gm/RTC1/MDd/Fo"Debug““"/ZI 链接选项: /OUT: "D: “MyProject“logging“Debug“OptionTest.dll"/INCREMENTAL Release设置: 编译选项: /O2/GL/D"NDEBUG"/FD/MD/Fo"Release““"/Zi 链接选项: /OUT: "D: “MyProject“logging“Release“OptionTest.dll"/INCREMENTAL: NO Debug 版本: /MDd /MLd 或 /MTd 使用 Debug runtime library(调试版本的运行时刻函数库) /Od 关闭优化开关 /D "_DEBUG" 相当于 #define _DEBUG,打开编译调试代码开关(主要针对assert函数) /ZI 创建 Edit and continue数据库,在调试过程中如果修改了源代码不需重新编译 /GZ 可以帮助捕获内存错误 /Gm 打开最小化重链接开关,减少链接时间 Release 版本: /MD /ML 或 /MT 使用发布版本的运行时刻函数库 /O1 或 /O2 优化开关,使程序最小或最快 /D "NDEBUG" 关闭条件编译调试代码开关(即不编译assert函数) /GF 合并重复的字符串,并将字符串常量放到只读内存,防止被修改 MDd与MD 首先,Debug版本使用调试版本的运行时库(/MDd选项),Relase版本则使用的是发布版本的运行时库(vcrt.dll)。 其区别主要在于运行时的性能影响。 调试版本的运行时库包含了调试信息,并采用了一些保护机制以帮助发现错误,也因此,其性能不如发布版本。 编译器提供的RuntimeLibrary很稳定,不会造成Release版本错误,倒是由于Debug版本的RuntimeLibrary加强了对错误的检测,如堆内存分配检查等,反而会报告错误,应当指出,如果Debug有错误,而Release版本正常,程序肯定是有Bug的,只是我们还没有发现。 ZI与Zi 其次,/ZI选项与/Zi选项。 通过使用/ZI选项,可以在调试过程修改代码而不需要重新编译。 这是个调试的好帮手,可如果我们使用Release版本,这将变得不可行。 Od与O2 /O2与/Od选项: Od是关闭编译器优化,普遍用于Debug版本。 而O2选项是创建最快速代码,这当然是Release版本的不二选择。 RTCx选项 /RTCx选项让编译器插入动态检测代码以帮助你检测程序中的错误。 比如,它会将局部变量初始化为非零值。 包括用0xCC初始化所有自动变量,0xCD初始化堆中分配的内存(即new的内存),使用0xDD填充被释放的内存(即delete的内存),0xFD初始化受保护的内存(debug版在动态分配内存的前后加入保护内存以防止越界访问)。 这样做的好处是这些值都很大,一般不可能作为指针,考试,大提示作为数值也很少用到,而且这些值很容易辩认,因此有利于在Debug版本中发现Release版才会遇到的错误。 另外,通过函数指针调用函数时,会通过检查栈指针验证函数调用的匹配性(防止原型不匹配)。 使用/RTCx选项会造成Debug版本出错,而Release版本正常的现象,因为Release版中未初始化的变量是随机的,很可能使指针指向了有效但是错误的地址,从而掩盖了错误。 这个编译选项只能在/Od选项下使用。 Gm,IN
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