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传统gdb调试多线程死锁方法
(1)attach id关联到发生死锁的进程id
(gdb) attach 109
Attaching to process 109
[
[
[
[
Using host libthread_db library "/lib/x86_64-linux-gnu/libthread_db.so.1".
0x00007fa33f9e8d2d in __GI___pthread_timedjoin_ex (threadid=140339109693184, thread_return=0x0, abstime=0x0,
block=<optimized out>) at pthread_join_common.c:89
89 pthread_join_common.c: No such file or directory.
(2)info threads查看当前进程中所有线程的信息,也可以查看到部分堆栈信息
(gdb) info threads
Id Target Id Frame
* 1 Thread 0x7fa33ff10740 (LWP 109) "out" 0x00007fa33f9e8d2d in __GI___pthread_timedjoin_ex (
threadid=140339109693184, thread_return=0x0, abstime=0x0, block=<optimized out>) at pthread_join_common.c:89
2 Thread 0x7fa33ec80700 (LWP 110) "out" __lll_lock_wait () at ../sysdeps/unix/sysv/linux/x86_64/lowlevellock.S:135
3 Thread 0x7fa33e470700 (LWP 111) "out" __lll_lock_wait () at ../sysdeps/unix/sysv/linux/x86_64/lowlevellock.S:135
4 Thread 0x7fa33dc60700 (LWP 112) "out" __lll_lock_wait () at ../sysdeps/unix/sysv/linux/x86_64/lowlevellock.S:135
这里可以看到2、3、4线程都在lock_wait状态,基本上可以看出或许是否问题,但是不一定,这里需要多次info threads看看这些线程有没有什么变化,多次如果都没有变化那基本上就是发生了死锁。
(3)thread id进入具体线程
(gdb) thread 2
[
135 ../sysdeps/unix/sysv/linux/x86_64/lowlevellock.S: No such file or directory.
(4)bt查看当前线程堆栈信息
(gdb) bt
调试到这里基本已经差不多了,针对pthread_mutex_t却可以打印出被哪个线程持有,之后再重复步骤3和4,就可以确定哪几个线程以及哪几把锁发生的死锁,而针对于std::mutex,gdb没法打印具体的mutex的信息,不能看出来mutex是被哪个线程持有,只能依次进入线程查看堆栈信息。
然而针对于c++11的std::mutex有没有什么好办法定位死锁呢?
有。
可以算作第五步,继续:
(5)source加载deadlock.py脚本
(gdb) source -v deadlock.py
Type "deadlock" to detect deadlocks.
(6)输入deadlock检测死锁
(gdb) deadlock
[
135 in ../sysdeps/unix/sysv/linux/x86_64/lowlevellock.S
[
135 in ../sysdeps/unix/sysv/linux/x86_64/lowlevellock.S
[
135 in ../sysdeps/unix/sysv/linux/x86_64/lowlevellock.S
[
[
Found deadlock!
Thread 2 (LWP 122) is waiting on pthread_mutex_t (0x00007f5587404180) held by Thread 3 (LWP 123)
Thread 3 (LWP 123) is waiting on pthread_mutex_t (0x00007f55874041c0) held by Thread 4 (LWP 124)
Thread 4 (LWP 124) is waiting on pthread_mutex_t (0x00007f5587404140) held by Thread 2 (LWP 122)
直接看结果,脚本检测出了死锁,并指明了具体的哪几个线程造成的死锁,根据输出信息可以明显看出来线程锁形成的环造成了死锁,找到了具体是哪几个线程构成的死锁环,就可以查看相应线程的堆栈信息查看到哪几把锁正在等待。
死锁检测脚本的原理:
还是拿上面图举例:
-
线程A已经持有mutex1,想要申请mutex2,拿到mutex2后才可以释放mutex1和mutex2,而此时mutex2被线程B占用。
-
线程B已经持有mutex2,想要申请mutex3,拿到mutex3后才可以释放mutex2和mutex3,而此时mutex3被线程C占用。
-
线程C已经持有mutex3,想要申请mutex1,拿到mutex1后才可以释放mutex3和mutex1,而此时mutex1被线程A占用。
如图,三个线程形成了一个环,死锁检测就是检查线程之间是否有环的存在。单独检查死锁的环比较容易,这里延申下还涉及到简单环的概念,因为正常检测出来的环可能是个大环,不是权值顶点数最少的环,如果检测的环的顶点数较多,加大定位的代价,脚本就是检测的简单环,这里涉及到强连通分量算法和简单环算法,比较繁琐就不过多介绍了,脚本来源于facebook的folly库(这里推荐看下google的abseil和facebook的folly,都是好东西),代码较长在文中不好列出,
如何在代码中检测死锁
和上面介绍的原理相同,在线程加锁过程中始终维护一张图,记录线程之间的关系
A->B, B->C, C->A