如何调试罕见的死锁？

Question

我正在尝试调试很少有死锁的自定义线程池实现。 所以我不能使用像gdb这样的调试器，因为我在遇到死锁之前点击了100次“启动”调试器。

目前，我在shell脚本的无限循环中运行线程池测试，但这意味着我无法看到变量等等。 我正在尝试std::cout数据，但这会减慢线程并减少死锁的风险，这意味着我可以在获取消息之前等待1小时的无限。 然后我没有得到错误，我需要更多的消息，这意味着再等一个小时......

如何有效地调试程序，以便它一遍又一遍地重启直到它死锁？ （或者我应该用所有代码打开另一个问题以获得一些帮助？）

先感谢您 ！

奖金问题：如何使用std::condition_variable检查一切正常？ 您无法确定哪个线程处于睡眠状态或者在wait条件下是否出现竞争条件。

Answer 1

有两种基本方法：

1. 在调试器下自动运行程序。 使用gdb program -ex 'run <args>' -ex 'quit'应该在调试器下运行程序，然后退出。 如果程序仍以某种形式存在（段错误，或者您手动破坏），则会要求您确认。
2. 重现死锁后连接调试器。 例如，gdb可以作为gdb <program> <pid>运行以附加到正在运行的程序 - 只需等待死锁然后附加即可。 当附加的调试器导致更改时间并且您无法再重置错误时，这尤其有用。

通过这种方式，您可以在循环中运行它并在喝咖啡时等待结果。 顺便说一句 - 我发现第二种选择更容易。

Answer 2

如果这是某种功课 - 一次又一次地重新启动调试将是一种合理的方法。

如果有人为你等待的每一个小时付钱，他们可能更愿意投资支持基于重放的调试的软件，即一个记录程序所做的一切的软件，每条指令，并允许你一次又一次地重放它，来回调试。 因此，不是添加更多调试，而是记录发生死锁的会话，然后在发生死锁之前开始调试。 你可以随心所欲地来回走动，直到你终于找到了罪魁祸首。

链接中提到的软件实际上支持Linux和多线程。

Answer 3

您可以使用https://stackoverflow.com/a/8657833/341065中显示的命令在GDB中运行测试用例： gdb --eval-command=run --eval-command=quit --args ./a.out 。

我自己也用过这个:( (while gdb --eval-command=run --eval-command=quit --args ./thread_testU ; do echo . ; done) 。

一旦它死锁并且没有退出，你可以通过CTRL + C中断它进入调试器。

Answer 4

查找死锁的简单快速调试是将一些全局变量修改为您要调试的位置，然后将其打印在信号处理程序中。 您可以使用SIGINT（使用ctrl+c打断时发送）或SIGTERM（杀死程序时发送）：

int dbg;

int multithreaded_function()
{
  signal(SIGINT, dbg_sighandler);
  ...
  dbg = someVar;
  ...  
}

void  dbg_sighandler(int)
{
  std::cout << dbg1 << std::endl;
  std::exit(EXIT_FAILURE);
}

就像你用ctrl+c中断程序时，你只看到所有调试变量的状态。

另外，你可以在shell循环中运行它：

$> while [ $? -eq 0 ]
   do
   ./my_program
   done

这将永远运行你的程序，直到它失败（ $?是你的程序的退出状态，你退出信号处理程序中的EXIT_FAILURE）。

它对我来说效果很好，尤其是找出在锁定之前和之后传递了多少线程。

它非常质朴，但您不需要任何额外的工具，并且实施起来很快。

Answer 5

Mozilla rr基于开源重放的调试

https://github.com/mozilla/rr

Hans 提到了基于重放的调试 ，但有一个特定的开源实现值得一提：Mozilla rr 。

首先进行记录运行，然后您可以根据需要重复完全相同的运行，并在GDB中观察它，并保留所有内容，包括输入/​​输出和线程排序。

官方网站提到：

rr最初的动机是让间歇性故障的调试变得容易

此外， rr使GDB调试反转的命令，如reverse-next去前行，这使得它更容易找到问题的根源。

以下是rr的最小示例： 如何转到GDB中的上一行？