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傳統gdb調試多線程死鎖方法
(1)attach id關聯到發生死鎖的進程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查看當前進程中所有線程的信息,也可以查看到部分堆棧信息
(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
這里可以看到2、3、4線程都在lock_wait狀態,基本上可以看出或許是否問題,但是不一定,這里需要多次info threads看看這些線程有沒有什么變化,多次如果都沒有變化那基本上就是發生了死鎖。
(3)thread id進入具體線程
(gdb) thread 2
[
135 ../sysdeps/unix/sysv/linux/x86_64/lowlevellock.S: No such file or directory.
(4)bt查看當前線程堆棧信息
(gdb) bt
調試到這里基本已經差不多了,針對pthread_mutex_t卻可以打印出被哪個線程持有,之后再重復步驟3和4,就可以確定哪幾個線程以及哪幾把鎖發生的死鎖,而針對於std::mutex,gdb沒法打印具體的mutex的信息,不能看出來mutex是被哪個線程持有,只能依次進入線程查看堆棧信息。
然而針對於c++11的std::mutex有沒有什么好辦法定位死鎖呢?
有。
可以算作第五步,繼續:
(5)source加載deadlock.py腳本
(gdb) source -v deadlock.py
Type "deadlock" to detect deadlocks.
(6)輸入deadlock檢測死鎖
(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)
直接看結果,腳本檢測出了死鎖,並指明了具體的哪幾個線程造成的死鎖,根據輸出信息可以明顯看出來線程鎖形成的環造成了死鎖,找到了具體是哪幾個線程構成的死鎖環,就可以查看相應線程的堆棧信息查看到哪幾把鎖正在等待。
死鎖檢測腳本的原理:
還是拿上面圖舉例:
-
線程A已經持有mutex1,想要申請mutex2,拿到mutex2后才可以釋放mutex1和mutex2,而此時mutex2被線程B占用。
-
線程B已經持有mutex2,想要申請mutex3,拿到mutex3后才可以釋放mutex2和mutex3,而此時mutex3被線程C占用。
-
線程C已經持有mutex3,想要申請mutex1,拿到mutex1后才可以釋放mutex3和mutex1,而此時mutex1被線程A占用。
如圖,三個線程形成了一個環,死鎖檢測就是檢查線程之間是否有環的存在。單獨檢查死鎖的環比較容易,這里延申下還涉及到簡單環的概念,因為正常檢測出來的環可能是個大環,不是權值頂點數最少的環,如果檢測的環的頂點數較多,加大定位的代價,腳本就是檢測的簡單環,這里涉及到強連通分量算法和簡單環算法,比較繁瑣就不過多介紹了,腳本來源於facebook的folly庫(這里推薦看下google的abseil和facebook的folly,都是好東西),代碼較長在文中不好列出,
如何在代碼中檢測死鎖
和上面介紹的原理相同,在線程加鎖過程中始終維護一張圖,記錄線程之間的關系
A->B, B->C, C->A