分类： C/C++
2012-04-09 10:30:32
关于Debug和Release之本质区别的讨论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
2. 怎样“调试” Release 版的程序
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 Rele
ase 版错误，在此不讨论）
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(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. Runtime Library：
2. 优化：这类错误主要有以下几种：
(1) 帧指针(Frame Pointer)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。
(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）。
(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：
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：
ANSI C 断言 void assert(int expression );
C Runtime Lib 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。
4. /GZ 选项：这个选项会做以下这些事
(1) 初始化内存和变量。
(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.
三、怎样“调试” Release 版的程序
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.你也可以像 Debug 一样调试你的 Release 版，只要加入调试符号。在 Project/S
ettings... 中，选中 Settings for "Win32 Release"，选中 C/C++ 标签，Category 选
General，Debug Info 选 Program Database。再在 Link 标签 Project options 最后
加上 "/OPT:REF" (引号不要输)。
I. 内存分配问题
1. 变量未初始化。下面的程序在debug中运行的很好。
thing * search(thing * something)
BOOL found;
for(int i = 0; i < whatever.GetSize(); i++)
{
if(whatever[i]->field == something->field)
{ /* found it */
found = TRUE;
break;
} /* found it */
}
if(found)
return whatever[i];
else
return NULL;
而在release中却不行，因为debug中会自动给变量初始化found=FALSE,而在release版中则不会。所以尽可能的给变量、类或结构初始化。
2. 数据溢出的问题
如：char buffer[10];
int counter;
lstrcpy(buffer, "abcdefghik");
在debug 版中buffer的NULL覆盖了counter的高位，但是除非counter>16M,什么问题也没有。但是在release版中， counter可能被放在寄存器中，这样NULL就覆盖了buffer下面的空间，可能就是函数的返回地址，这将导致ACCESS ERROR。
3. DEBUG版和RELEASE版的内存分配方式是不同的 。如果你在DEBUG版中申请 ele 为 6*sizeof(DWORD)=24bytes,实际上分配给你的是32bytes（debug版以32bytes为单位分配），而在release版，分配给你的就是24bytes（release版以8bytes为单位），所以在debug版中如果你写ele[6],可能不会有什么问题，而在release版中，就有ACCESS VIOLATE。
II. ASSERT和VERIFY
1. ASSERT在Release版本中是不会被编译的。
ASSERT宏是这样定义的
#ifdef _DEBUG
#define ASSERT(x) if( (x) == 0) report_assert_failure()
#else
#define ASSERT(x)
#endif
实际上复杂一些，但无关紧要。假如你在这些语句中加了程序中必须要有的代码
比如
ASSERT(pNewObj = new CMyClass);
pNewObj->MyFunction();
这种时候Release版本中的pNewObj不会分配到空间
所以执行到下一个语句的时候程序会报该程序执行了非法操作的错误。这时可以用VERIFY ：
#ifdef _DEBUG
#define VERIFY(x) if( (x) == 0) report_assert_failure()
#else
#define VERIFY(x) (x)
#endif
这样的话，代码在release版中就可以执行了。
III. 参数问题：
自定义消息的处理函数，必须定义如下：
afx_msg LRESULT OnMyMessage(WPARAM, LPARAM);
返回值必须是HRESULT型，否则Debug会过，而Release出错
IV. 内存分配
保证数据创建和清除的统一性：如果一个DLL提供一个能够创建数据的函数，那么这个DLL同时应该提供一个函数销毁这些数据。数据的创建和清除应该在同一个层次上。
V. DLL的灾难
人们将不同版本DLL混合造成的不一致性形象的称为 “动态连接库的地狱“(DLL Hell) ，甚至微软自己也这么说()。
如果你的程序使用你自己的DLL时请注意：
1. 不能将debug和release版的DLL混合在一起使用。debug都是debug版，release版都是release版。
解决办法是将debug和release的程序分别放在主程序的debug和release目录下
2. 千万不要以为静态连接库会解决问题，那只会使情况更糟糕。
VI. RELEASE板中的调试 ：
1. 将ASSERT() 改为 VERIFY() 。找出定义在"#ifdef _DEBUG"中的代码，如果在RELEASE版本中需要这些代码请将他们移到定义外。查找TRACE(...)中代码，因为这些代码在RELEASE中也不被编译。 请认真检查那些在RELEASE中需要的代码是否并没有被便宜。
2. 变量的初始化所带来的不同，在不同的系统，或是在DEBUG/RELEASE版本间都存在这样的差异，所以请对变量进行初始化。
3. 是否在编译时已经有了警告?请将警告级别设置为3或4,然后保证在编译时没有警告出现.
VII. 将Project Settings" 中 "C++/C " 项目下优化选项改为Disbale（Debug）。编译器的优化可能导致许多意想不到的错误，请参考~newcomer/debug_release.htm
1. 此外对RELEASE版本的软件也可以进行调试，请做如下改动：
在"Project Settings" 中 "C++/C " 项目下设置 "category" 为 "General" 并且将"Debug Info"设置为 "Program Database"。
在"Link"项目下选中"Generate Debug Info"检查框。
"Rebuild All"
如此做法会产生的一些限制：
无法获得在MFC DLL中的变量的值。
必须对该软件所使用的所有DLL工程都进行改动。
另：
MS BUG：MS的一份技术文档中表明，在VC5中对于DLL的"Maximize Speed"优化选项并未被完全支持，因此这将会引起内存错误并导致程序崩溃。
2. 有一个程序DebugView，用来捕捉OutputDebugString的输出，运行起来后（估计是自设为system debugger）就可以观看所有程序的OutputDebugString的输出。此后，你可以脱离VC来运行你的程序并观看调试信息。
3. 有一个叫Gimpel Lint的静态代码检查工具，据说比较好用。 不过要化$的。
参考文献：
1)
2) ~newcomer/debug_release.htm
在VC 中当整个工程较大时，软件时常为出现在DEBUG状态下能运行而在RELEASE状态下无法运行的情况。由于开发者通常在DEBUG状态下开发软件，所以这种情况时常是在我们辛苦工作一两个月后，满怀信心的准备将软件发行时发生。为了避免无谓的损失，我们最好进行以下的检查:
1、时常测试软件的两种版本。
2、不要轻易将问题归结为DEBUG/RELEASE问题，除非你已经充分对两种版本进行了测试。
3、预处理的不同，也有可能引起这样的问题。
出现问题的一种可能性是在不同版本的编译间定义了不同的预处理标记。请对你的DEBUG版本的软件试一下以下改动：
在"Project Setting(ALT-F7)" 中的C/C++项中设置目录(category)为"General"，并且改动"_DEBUG"定义为"NDEBUG".
设置目录为"Preprocessor"并且添加定义"_DEBUG到"Undefined Symbols"输入框.
选择Rebuild ALL,重新编译.
如果经过编译的程序产生了问题，请对代码进行如下改动：
将ASSERT() 改为 VERIFY()。因为ASSERT中的内容在Release版本中不被编译。
找出定义在"#ifdef _DEBUG"中的代码，如果在RELEASE版本中需要这些代码请将他们移到定义外。
查找TRACE(...)中代码，因为这些代码在RELEASE中也不被编译。
所以请认真检查那些在RELEASE中需要的代码是否并没有被编译。
4、变量的初始化所带来的不同，在不同的系统，或是在DEBUG/RELEASE版本间都存在这样的差异，所以请对变量进行初始化。
5、是否在编译时已经有了警告?请将警告级别设置为3或4,然后保证在编译时没有警告出现.
6、是否改动了资源文件.
7、此外对RELEASE版本的软件也可以进行调试，请做如下改动：
在"Project Settings" 中 "C++/C " 项目下设置 "category" 为 "General" 并且将"Debug Info"设置为 "Program Database".
在"Link"项目下选中"Generate Debug Info"检查框。
"Rebuild All"
如此做法会产生的一些限制：
无法获得在MFC DLL中的变量的值。
必须对该软件所使用的所有DLL工程都进行改动。
另：
MS BUG：MS的一份技术文档中表明，在VC5中对于DLL的"Maximize Speed"优化选项并未被完全支持，因此这将会引起内存错误并导致程序崩溃。
