多线程死锁调试小技巧

wtkc 2014-10-25

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　　据说再高的高手在写多线程程序的时候都难确保不会产生死锁，死锁的调试也就成为一个比较常见的问题，假设有下面这样一个问题：

　　一个正在生产环境下运行的进程死锁了，或者你只是在跑一个程序，并没有在调试器里面打开它，然后发现没有响应，日志输出也停止了。由于你是一个有经验的程序员，会想到“我刚刚加上了新的锁策略，不一定稳定，这可能是死锁了“。但是你不想就这么杀掉进程，因为多线程的 bug 不容易重现，遇上一次死锁可能要凭运气，错过了这次，它下次死锁可能会出现在你演示给老板看的时候……怎么办？

　　对于这样的问题可以借助Core Dump来调试。

　　什么是Core Dump?

　　Core的意思是内存, Dump的意思是扔出来, 堆出来.开发和使用Unix程序时, 有时程序莫名其妙的down了, 却没有任何的提示(有时候会提示core dumped). 这时候可以查看一下有没有形如core.进程号的文件生成运行过程中发生异常, 程序异常退出时, 由操作系统把程序当前的内存状况存储在一个core文件中, 叫core dump.这个文件便是操作系统把程序down掉时的内存内容扔出来生成的, 它可以做为调试程序的参考.

　　Core Dump又叫核心转储, 当程序没有core文件生成怎么办呢?

　　有时候程序down了, 但是core文件却没有生成，core文件的生成跟你当前系统的环境设置有关系, 可以用下面的语句设置一下, 然后再运行程序便会生成core文件.

　　ulimit -c unlimited

　　core文件生成的位置一般于运行程序的路径相同, 文件名一般为core.进程号，在我的ubuntu12.04lts下生产的文件名为core。

　　介绍了core dump之后，来看看如何在多线程调试中使用core dump。

　　使用 kill 命令产生 core dump文件：

　　kill -11 pid

　　这不还是杀掉进程嘛？没错，但是你用信号11杀掉它，会让进程产生一个 Segmentation Fault，从而（如果你没禁用 core dump 的话），导致一个 core dump。随后你得到一个 core 文件，里面包含了死锁的时候，进程的内存镜像，也就包括了正在纠结缠绵，生离死别从而产生死锁的那两个，没准是几个，线程们的，栈。

　　现在知道该怎么办了吧？用 gdb 打开这个 core 文件，然后

　　thread apply all bt

　　gdb 会打出所有线程的栈，如果你发现有那么几个栈停在 pthread_wait 或者类似调用上，大致就可以得出结论：就是它们几个儿女情长，耽误了整个进程。

　　下面我来举一个简单的例子（为了代码尽量简单，使用了C++11的thread library）

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <chrono>
using namespace std;

mutex m1,m2;


void func_2()
{
    m2.lock();
    cout<< "about to dead_lock"<<endl;
    m1.lock();
    
}

void func_1()
{
    m1.lock();
    
    chrono::milliseconds dura( 1000 );// delay to trigger dead_lock
    this_thread::sleep_for( dura );
        
    m2.lock();
    
}


int main()
{

    thread t1(func_1);

    thread t2(func_2);
    
    t1.join();
    t2.join();
    return 0;

}