使用 VS 2019進(jìn)行Linux遠(yuǎn)程開發(fā)
通常，當(dāng)我們開發(fā)Linux程序時有兩種方案：
- 在Linux上直接編寫程序并進(jìn)行運(yùn)行測試和調(diào)試
- 在Windows或Mac OS X上借助工具進(jìn)行遠(yuǎn)程開發(fā)
雖然我自己是在Linux環(huán)境上直接進(jìn)行開發(fā)的，但也有許多的人是在Windows環(huán)境上從事開發(fā)工作的，如果離開自己熟悉的系統(tǒng)到陌生的環(huán)境上也許會影響到工作效率。
因此今天我們就來看下如何在Windows上使用Visual Studio 2019進(jìn)行Linux遠(yuǎn)程開發(fā)以及如何避免常見的陷阱。
Visual Studio的跨平臺開發(fā)功能簡介
從Visual Studio 2017開始微軟推出了VS的跨平臺開發(fā)功能，你可以在VS中編輯代碼，隨后進(jìn)行跨平臺編譯和遠(yuǎn)程調(diào)試，將原先我們需要手動完成的工作進(jìn)行了自動化，大幅減輕了我們的負(fù)擔(dān)。其中支持的平臺包括Android和Linux，也就是我們今天要重點介紹的主角。
也許你會好奇，VS究竟是怎樣進(jìn)行遠(yuǎn)程開發(fā)的，雖然你不用了解這些知識也可以進(jìn)行開發(fā)，但我還是希望能用兩分鐘做個簡短的解釋。
VS進(jìn)行遠(yuǎn)程開發(fā)分為兩步：
- 創(chuàng)建遠(yuǎn)程環(huán)境的連接，隨后讓vs將遠(yuǎn)程環(huán)境中的系統(tǒng)頭文件同步到本地(也可以指定其他地方的頭文件，后面會講解)，c++的代碼補(bǔ)全只需要頭文件即可。
- 當(dāng)代碼寫好后，選擇合適的遠(yuǎn)程環(huán)境，vs將目標(biāo)文件和代碼復(fù)制到遠(yuǎn)程環(huán)境的指定位置，接著根據(jù)你的配置進(jìn)行編譯。
- 隨后vs將會在console的gdb或gdbserver中運(yùn)行你的程序，在此期間你可以充分享受vs debugger帶來的高效和便利。
經(jīng)過上述步驟之后你就可以在vs里調(diào)試自己編寫的跨平臺程序了。
使用 VS 2019進(jìn)行Linux遠(yuǎn)程開發(fā)
簡介到此結(jié)束了，下面我們來看看在VS 2019進(jìn)行Linux開發(fā)的圖文教程。在我們開始之前，首先要做點準(zhǔn)備工作：
- 安裝好VS 2019，且勾選了C++ for Linux功能;
- 準(zhǔn)備一個可用的Linux遠(yuǎn)程環(huán)境，例如配置了靜態(tài)IP的Linux虛擬機(jī)，并且已經(jīng)安裝好了GCC工具鏈以及openssh。
做好準(zhǔn)備后我們就該進(jìn)入正題了。
創(chuàng)建項目
安裝好C++ for Linux功能后我們會在創(chuàng)建新項目的面板中看到Linux的選項，如圖：
這里我們選擇了使用傳統(tǒng)的vs項目解決方案構(gòu)建的空白控制臺程序，后續(xù)的文章中你還可以看到如何創(chuàng)建cmake項目，這里暫且不提。
下面沒什么要說的，選擇項目的存儲位置，注意是本地的位置，遠(yuǎn)程機(jī)器的位置在后面會進(jìn)行配置：
點擊創(chuàng)建，我們的遠(yuǎn)程開發(fā)項目就創(chuàng)建成功了。
配置遠(yuǎn)程項目
VS不能編輯空項目的配置，所以我們先在項目中創(chuàng)建一個main.cpp，然后點擊頂部菜單：項目->屬性，你就能看到項目的配置界面了：
遠(yuǎn)程計算機(jī)是在調(diào)試中的遠(yuǎn)程連接管理器中添加的。這里一般不需要改動，除非你需要改變項目的類型或編譯結(jié)果的存放位置。如果有多個遠(yuǎn)程環(huán)境時，也可以在這里進(jìn)行選擇。
調(diào)試部分提供了gdb和gdbserver，前者是讓VS在Linux上啟動一個console，然后在其中運(yùn)行g(shù)db并返回輸出，如果你的Linux上的終端配置了彩色輸出，那么和遺憾vs并不認(rèn)識他們，會顯示成原始的字符串;
使用gdbserver時會在遠(yuǎn)程啟用gdbserver 本地VS解析回傳的數(shù)據(jù)不會出現(xiàn)雜音。
這里我們選擇了gdbserver，如果你發(fā)現(xiàn)無法打斷點，那么參考微軟的建議，換回gdb方案：
接著是配置的重點，首先是配置需要同步的遠(yuǎn)程環(huán)境的頭文件，有了這些文件vs才能對你的代碼進(jìn)行自動補(bǔ)全和提示：
默認(rèn)復(fù)制的路徑通常已經(jīng)包含了Linux上大部分的頭文件，通常我們也不需要做更改。頭文件的同步發(fā)生在***次構(gòu)建項目成功后或添加遠(yuǎn)程連接后手動同步。
接著是C/C++編譯器的選擇，也就是對gcc和g++編譯參數(shù)的配置，講解這些參數(shù)超出了我們的討論范圍，我們這里只需要選擇合適的C++標(biāo)準(zhǔn)版本：
這里我們選擇了c++17。其他設(shè)置與在Windows上進(jìn)行開發(fā)時一樣，vs可以自動轉(zhuǎn)換成g++的參數(shù)，這里就不再贅述。
添加遠(yuǎn)程環(huán)境
有了遠(yuǎn)程環(huán)境我們才能同步頭文件或者進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行。
在***次編譯或調(diào)試你的項目時vs會自動讓你連接遠(yuǎn)程環(huán)境，當(dāng)然，我們推薦在調(diào)試->選項->跨平臺->連接管理器中進(jìn)行設(shè)置：
填入你的遠(yuǎn)程ip/域名，端口ssh默認(rèn)為22，安全起見你需要修改成其他端口，這里方便演示使用了默認(rèn)配置，密碼同上，你應(yīng)該考慮使用更安全的ssh私鑰登錄。
登錄成功后這個連接就添加完成了，我們看到管理器下面還有一個遠(yuǎn)程標(biāo)頭管理器的設(shè)置項，這就是用來同步頭文件的：
點擊更新按鈕就會開始同步頭文件，這些文件會被緩存在本地，因為要從遠(yuǎn)程一次性復(fù)制大量文件，所以可能會花費(fèi)較長的時間。
這樣遠(yuǎn)程環(huán)境就添加好了，可以開始寫代碼了。
本地編寫和遠(yuǎn)程調(diào)試
至此你已經(jīng)可以在VS中編寫面向Linux平臺的代碼了，自動補(bǔ)全可以正常工作：
可以看到Linux中的頭文件和結(jié)構(gòu)體都已經(jīng)可以識別了。如果你發(fā)現(xiàn)無法自動補(bǔ)全(通常發(fā)生在剛添加遠(yuǎn)程連接或是項目設(shè)置發(fā)生了變化后)，先試試關(guān)閉vs重新打開，如果沒用請嘗試刷新intellisense或重新同步頭文件。
在編輯結(jié)束后我們就能點擊調(diào)試按鈕運(yùn)行我們的程序了：
注意，構(gòu)建的體系架構(gòu)必須是和遠(yuǎn)程環(huán)境一致的，比如遠(yuǎn)程環(huán)境是x64，這里可以選擇x64或x86，但是不能選擇arm，否則會報錯。
這是測試代碼，它將輸出當(dāng)前Linux系統(tǒng)內(nèi)核的版本：
- #include <sys/utsname.h>
- #include <iostream>
- #include <cstdio>
- int main()
- {
- auto start = chrono::high_resolution_clock::now();
- utsname names;
- if (uname(&names) != 0) {
- std::perror("cannot get unames");
- }
- std::cout << "Linux kernel version: " << names.release << std::endl;
- }
點擊調(diào)試->Linux 控制臺，會顯示一個可以交互的console，你可以在其中輸入內(nèi)容或是看到程序的輸出：
程序運(yùn)行成功。
避免踩坑
遠(yuǎn)程編譯順利完成后，我們就可以接著利用vs debugger設(shè)置斷點，在斷點處查看變量，甚至對運(yùn)行中的Linux進(jìn)行動態(tài)性能分析了。
不過在此之前，還有一些坑需要提前踩掉。
中文亂碼
編碼問題帶來的麻煩永遠(yuǎn)會被放在***位，畢竟當(dāng)人們看到預(yù)想的輸出實際上是一堆亂碼時總會不可避免得緊張起來。
眾所周知，編碼問題一直是老大難，特別是Windows上中文環(huán)境通常是GB18030或GBK，而Linux上統(tǒng)一為utf8時。
下面看個實際例子，通常我們的程序里只包含ASCII字符的話不容易產(chǎn)生問題，所以我們加上一點中文字符：
- #include <sys/utsname.h>
- #include <iostream>
- #include <cstdio>
- #include <string>
- int main()
- {
- utsname names;
- if (uname(&names) != 0) {
- std::perror("cannot get unames");
- }
- std::cout << "Linux kernel version: " << names.release << std::endl;
- std::cout << "輸入內(nèi)容：";
- std::string input;
- std::cin >> input;
- std::cout << "你輸入了：" << input << std::endl;
- }
對于上面的測試程序，我們添加了一點中文輸出信息，現(xiàn)在打開控制臺進(jìn)行調(diào)試：
可以看到中文輸出變成了亂碼，我們輸入一些信息進(jìn)去，這是運(yùn)行結(jié)果：
可以看到，程序內(nèi)寫入的中文發(fā)生了亂碼，而我們的輸入沒有。原因很簡單，輸入時實在linux的控制臺環(huán)境下，編碼默認(rèn)是utf8的，所以我們的輸入被正確編碼，而源文件中的內(nèi)容是GB18030的，所以在Linux控制臺(默認(rèn)以utf8解碼數(shù)據(jù)并顯示)中會發(fā)生亂碼。
錯誤的原因知道了解決起來也就很簡單了，把源文件的編碼改成utf8就行，我們選擇最簡單的方法，在高級保存選項中修改編碼(這個菜單選項默認(rèn)被隱藏，網(wǎng)上有很多介紹如何顯示它的方法的資料)：
設(shè)置好后保存文件，現(xiàn)在文件的編碼已經(jīng)被改為了utf8了。
現(xiàn)在運(yùn)行修改后的程序：
運(yùn)行結(jié)果也是正常的：
使用數(shù)學(xué)函數(shù)和第三方庫
在Linux上使用標(biāo)準(zhǔn)庫提供的數(shù)學(xué)函數(shù)也是一個老生常談的問題，根據(jù)你使用cpp還是C會有如下幾個情況：
使用cpp時，libstdc++依賴于libm，所以使用g++編譯你的程序時會自動鏈接數(shù)學(xué)函數(shù)庫;
使用c時，如果是sqrt(4)這樣的形式，較新的gcc提供了替換措施，不需要顯示鏈接libm;
接上一條，如果你的參數(shù)是個變量，那么編譯器可能會選擇需要你鏈接libm。
通常在Windows上我們無需操心這點，但在Linux上使用c語言時就很難忽略這個問題了。
因此保險起見，如果你正在編寫一個使用了數(shù)學(xué)函數(shù)的c程序，那么總是指定連接libm是沒錯的。(具體可以參考http://www.linuxforums.org/forum/programming-scripting/125526-c-gcc-math-h-lm.html)
另外當(dāng)你使用例如boost這類第三方庫時，也需要注意。在Windows上我們通常指定好附加包含目錄和附加庫目錄即可正常編譯，但是Linux上必須明確指定鏈接庫的名字，因此我們在項目屬性中進(jìn)行設(shè)置。
在Linux上我們可以使用pkg-config來減輕上述的重復(fù)勞動，而在vs中我們不能直接利用這一工具，當(dāng)你的項目使用了大量第三方庫時就會成為不小的麻煩，如果想要解決這一問題，可以參考后續(xù)文章里我會介紹的vs+cmake構(gòu)建項目。
下面我們給例子加上一點boost chrono的功能測試，在Linux上需要指定-lboost_chrono，這是設(shè)置：
下面是完整的代碼：
- #include <sys/utsname.h>
- #include <iostream>
- #include <cstdio>
- #include <string>
- #include <boost/chrono.hpp>
- int main()
- {
- namespace chrono = boost::chrono;
- auto start = chrono::high_resolution_clock::now();
- utsname names;
- if (uname(&names) != 0) {
- std::perror("cannot get unames");
- }
- std::cout << "Linux kernel version: " << names.release << std::endl;
- std::cout << "輸入內(nèi)容：";
- std::string input;
- std::cin >> input;
- std::cout << "你輸入了：" << input << std::endl;
- auto counter = chrono::duration_cast<chrono::milliseconds>(chrono::high_resolution_clock::now() - start);
- std::cout << "程序運(yùn)行了：" << counter.count() << "ms\n";
- }
點擊運(yùn)行按鈕，程序就能正常調(diào)試了，否則會報錯：
