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花名:吖猩,前端,目前就职于阿里游戏,专注于 Web 开发。

Node Inspector 代理实现

背景

平时做 node 开发的时候,通过 node inspector 来进行断点调试是一个很常用的 debug 方式。但是有几个问题会导致我们的调试效率降低。

问题一:当使用 vscode 进行断点调试时,如果应用是通过 cluster 启动的 inspector,那么每次当 worker 挂了重启后,inspector 的端口都会自增。虽然在 node8.x 版本中可以指定 inspectPort 固定调试端口,但是在 node6.x 中是不支持的。这样会导致每次 worker 重启了就得在 vscode 中重新指定调试端口。

问题二:当使用 devtools 调试的时候,每次调试都需要拷贝 devtools 链接到 chrome 上调试,而上面说的端口变更问题则会导致 devtools 的链接变更,除此之外,每次重新启动 inspector 也会导致 devtools 的链接变更,因为 websocket id 变了。

而把上面的两个问题简化一下就是:

解决方案

目前业界已经有解决方案就是 chrome 插件 Node Inspector Manager(Nim) ,不过这个只能解决在同个 inspector 端口下的应用重启后链接更改的问题,却无法解决 cluster 启动导致的端口自增问题,除非在 Nim 中提前指定好多个端口,再者 Nim 是 chrome 上的插件,对于在 vscode 中的调试却无能为力了。

所以最佳的解决方案自然是使用 node 来做 inspector 代理,解决方案如下:

对于第一个问题,在 vscode 上,它是会自己去调用 /json 接口获取最新的 websocket id,然后使用新的 websocket id 连接到 node inspector 服务上。因此解决方法就是实现一个 tcp 代理功能做数据转发即可。

对于第二个问题,由于 devtools 是不会自动去获取新的 websocket id 的,所以我们需要做动态替换,所以解决方案就是代理服务去 /json 获取 websocket id,然后在 websocket 握手的时候将 websocket id 进行动态替换到请求头上。

画了一张流程图:

实现步骤

一、Tcp 代理

首先,先实现一个 tcp 代理的功能,其实很简单,就是通过 node 的 net 模块创建一个代理端口的 Tcp Server,然后当有连接过来的时候,再创建一个连接到目标端口即可,然后就可以进行数据的转发了。

简易的实现如下:

const net = require('net');
const proxyPort = 9229;
const forwardPort = 5858;

net.createServer(client => {
  const server = net.connect({
    host: '127.0.0.1',
    port: forwardPort,
  }, () => {
    client.pipe(server).pipe(client);
  });
  // 如果真要应用到业务中,还得监听一下错误/关闭事件,在连接关闭时即时销毁创建的 socket。
}).listen(proxyPort);

上面实现了比较简单的一个代理服务,通过 pipe 方法将两个服务的数据连通起来。client 有数据的时候会被转发到 server 中,server 有数据的时候也会转发到 client 中。

当完成这个 Tcp 代理功能之后,就已经可以实现 vscode 的调试需求了,在 vscode 中项目下 launch.json 中指定端口为代理端口,在 configurations 中添加配置

{
  "type": "node",
  "request": "attach",
  "name": "Attach",
  "protocol": "inspector",
  "restart": true,
  "port": 9229
}

那么当应用重启,或者更换 inspect 的端口,vscode 都能自动重新通过代理端口 attach 到你的应用。

二、获取 websocketId

这一步开始,就是为了解决 devtools 链接不变的情况下能够重新 attach 的问题了,在启动 node inspector server 的时候,inspector 服务还提供了一个 /json 的 http 接口用来获取 websocket id。

这个就相当简单了,直接发个 http 请求到目标端口的 /json,就可以获取到数据了:

[ { description: 'node.js instance',
    devtoolsFrontendUrl: '...',
    faviconUrl: 'https://nodejs.org/static/favicon.ico',
    id: 'e7ef6313-1ce0-4b07-b690-d3cf5274d8b0',
    title: '/Users/wanghx/Workspace/larva-team/vscode-log/index.js',
    type: 'node',
    url: 'file:///Users/wanghx/Workspace/larva-team/vscode-log/index.js',
    webSocketDebuggerUrl: 'ws://127.0.0.1:5858/e7ef6313-1ce0-4b07-b690-d3cf5274d8b0' } ]

上面数据中的 id 字段,就是我们需要的 websocket id 了。

三、Inspector 代理

拿到了 websocket id 后,就可以在 tcp 代理中做 websocket id 的动态替换了,首先我们需要固定链接,因此先定一个代理链接,比如我的代理服务端口是 9229,那么 chrome devtools 的代理链接就是:

chrome-devtools://devtools/bundled/inspector.html?experiments=true&v8only=true&ws=127.0.0.1:9229/__ws_proxy__

上面除了最后面的 ws=127.0.0.1:9229/__ws_proxy__ 其他都是固定的,而最后这个也一眼就可以看出来是 websocket 的链接。其中 __ws_proxy__则是用来占位的,用于在 chrome devtools 向这个代理链接发起 websocket 握手请求的时候,将 __ws_proxy__ 替换成 websocket id 然后转发到 node 的 inspector 服务上。

对上面的 tcp 代理中的 pipe 逻辑的代码做一些小修改即可。

const through = require('through2');
...

client
      .pipe(through.obj((chunk, enc, done) => {
        if (chunk[0] === 0x47 && chunk[1] === 0x45 && chunk[2] === 0x54) {
          const content = chunk.toString();
          if (content.includes('__ws_proxy__')) {
            return done(null, Buffer.from(content.replace('__ws_proxy__', websocketId)));
          }
        }
        done(null, chunk);
      }))
      .pipe(server)
      .pipe(client);
...

通过 through2 创建一个 transform 流来对传输的数据进行一下更改。

简单判断一下 chunk 的头三个字节是否为GET,如果是 GET 说明这可能是个 http 请求,也就可能是 websocket 的协议升级请求。把请求头打印出来就是这个样子的:

GET /__ws_proxy__ HTTP/1.1
Host: 127.0.0.1:9229
Connection: Upgrade
Pragma: no-cache
Cache-Control: no-cache
Upgrade: websocket
Origin: chrome-devtools://devtools
Sec-WebSocket-Version: 13
...

然后将其中的路径/__ws_proxy替换成对应的 websocketId,然后转发到 node 的 inspector server 上,即可完成 websocket 的握手,接下来的 websocket 通信就不需要对数据做处理,直接转发即可。

接下来就算各种重启应用,或者更换 inspector 的端口,都不需要更换 debug 链接,只需要再 inspector server 重启的时候,在下图的弹窗中

点击一下 Reconnect DevTools 即可恢复 debug。

最后

上面的详细代码可以在下面的 git 中找到:

本文为原创文章,发布于 2017-09-19,如要转载请注明出处,有相关疑问可以 邮件 我。

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