而在开发阶段，Python 毋庸置疑是算法进行研发的首选语言。但在移动端上，进行算法的部署、调试、验证，仍处在“刀耕火种”的时代，目前算法主要通过在代码中插入日志，验证程序的运行逻辑和结果。
经常使用Python的同学一定熟悉pdb模块，它是Python官方标准库提供的交互式代码调试器，和任何一门语言提供的调试能力一样，pdb提供了源代码行级别的设置断点、单步执行等常规调试能力，是Python开发的一个很重要的工具模块。
今天就让我们来重点分析下官方pdb模块源码，看看其调试功能的底层技术原理。
原理
从cpython源码中可以看到，pdb模块并非c实现的内置模块，而是纯Python实现和封装的模块。核心文件是pdb.py，它继承自bdb和cmd模块：
class Pdb(bdb.Bdb, cmd.Cmd): ...基本原理：利用cmd模块定义和实现一系列的调试命令的交互式输入，基于sys.settrace插桩跟踪代码运行的栈帧，针对不同的调试命令控制代码的运行和断点状态，并向控制台输出对应的信息。
cmd模块主要是提供一个控制台的命令交互能力，通过raw_input/readline这些阻塞的方法实现输入等待，然后将命令交给子类处理决定是否继续循环输入下去，就和他主要的方法名runloop一样。
cmd是一个常用的模块，并非为pdb专门设计的，pdb使用了cmd的框架从而实现了交互式自定义调试。
bdb提供了调试的核心框架，依赖sys.settrace进行代码的单步运行跟踪，然后分发对应的事件（call/line/return/exception）交给子类（pdb）处理。bdb的核心逻辑在对于调试命令的中断控制，比如输入一个单步运行的”s“命令，决定是否需要继续跟踪运行还是中断等待交互输入，中断到哪一帧等。
基本流程
pdb启动，当前frame绑定跟踪函数trace_dispatch
def trace_dispatch(self, frame, event, arg):
if self.quitting:
return # None
if event == 'line':
return self.dispatch_line(frame)
if event == 'call':
return self.dispatch_call(frame, arg)
if event == 'return':
return self.dispatch_return(frame, arg)
if event == 'exception':
...每一帧的不同事件的处理都会经过中断控制逻辑，主要是stop_here（line事件还会经过break_here）函数，处理后决定代码是否中断，需要中断到哪一行
如需要中断，触发子类方法user_#event，子类通过interaction实现栈帧信息更新，并在控制台打印对应的信息，然后执行cmdloop让控制台处于等待交互输入
def interaction(self, frame, traceback):
self.setup(frame, traceback) # 当前栈、frame、local vars
self.print_stack_entry(self.stack[self.curindex])
self.cmdloop()
self.forget()用户输入调试命令如“next”并回车，首先会调用set_#命令，对stopframe、returnframe、stoplineno进行设置，它会影响中断控制`stop_here的逻辑，从而决定运行到下一帧的中断结果
def _set_stopinfo(self, stopframe, returnframe, stoplineno=0):
self.stopframe = stopframe
self.returnframe = returnframe
self.quitting = 0
# stoplineno >= 0 means: stop at line >= the stoplineno
# stoplineno -1 means: don't stop at all
self.stoplineno = stoplineno对于调试过程控制类的命令，一般do_#命令都会返回1，这样本次runloop立马结束，下次运行到某一帧触发中断会再次启动runloop（见步骤3）；对于信息获取类的命令，do_#命令都没有返回值，保持当前的中断状态。
代码运行到下一帧，重复步骤3
中断控制
中断控制也就是对于不同的调试命令输入后，能让代码执行到正确的位置停止，等待用户输入，比如输入”s”控制台就应该在下一个运行frame的代码处停止，而输出“c”就需要运行到下一个打断点的地方。中断控制发生在sys.settrace的每一步跟踪的中，是调试运行的核心逻辑。
pdb中主要跟踪了frame的四个事件：
line：同一个frame中的顺序执行事件
call：发生函数调用，跳到下一级的frame中，在函数第一行产生call事件
return：函数执行完最后一行（line），发生结果返回，即将跳出当前frame回到上一级frame，在函数最后一行产生return事件
exception：函数执行中发生异常，在异常行产生exception事件，然后在该行返回（return事件），接下来一级一级向上在frame中产生exception和return事件，直到回到底层frame。
它们是代码跟踪时的不同节点类型，pdb根据用户输入的调试命令，在每一步frame跟踪时都会进行中断控制，决定接下来是否中断，中断到哪一行。中断控制的主要方法是stop_here:
def stop_here(self, frame):
# (CT) stopframe may now also be None, see dispatch_call.
# (CT) the former test for None is therefore removed from here.
if self.skip and \
self.is_skipped_module(frame.f_globals.get('__name__')):
return False
# next
if frame is self.stopframe:
# stoplineno >= 0 means: stop at line >= the stoplineno
# stoplineno -1 means: don't stop at all
if self.stoplineno == -1:
return False
return frame.f_lineno >= self.stoplineno
# step：当前只要追溯到botframe，就等待执行。
while frame is not None and frame is not self.stopframe:
if frame is self.botframe:
return True
frame = frame.f_back
return False调试命令大体上分两类：
过程控制：如setp、next、continue等这些执行后马上进入下阶段的代码执行
信息获取/设置：如args、p、list等获取当前信息的，也不会影响cmd状态
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