第 11 章 调试多线程应用程序

dbx 可以调试使用 Solaris 线程或 POSIX 线程的多线程应用程序。可以使用 dbx 检查每个线程的栈跟踪，恢复所有线程，step 或 next 特定线程及在线程间导航。

dbx 通过检测程序是否利用 libthread.so 来识别多线程程序。程序对 libthread.so 的使用方法有两种：一是通过 -lthread 或 -mt 对其进行显式编译；二是通过 -lpthread 对其进行隐式编译。

本章说明如何查找线程的相关信息及如何使用 dbx 线程命令调试线程。

本章由以下部分组成：

• 了解多线程调试

• 了解线程创建活动

• 理解 LWP 信息

了解多线程调试

检测到多线程程序时，dbx 会尝试装入 libthread_db.so，它是一个专门用于进行线程调试的系统库，位于 /usr/lib 目录下。

dbx 是同步式的；当某个线程或轻量进程 (lightweight process, LWP) 停止时，所有其他线程和 LWP 也会相应停止。我们有时将这种行为称作 "stop the world" 模型。

有关多线程编程和 LWP 的信息，请参见 Solaris《多线程编程指南》。

线程信息

dbx 中提供有以下线程信息：

(dbx) threads
    t@1 a l@1  ?()  running   in main()
    t@2      ?() asleep on 0xef751450  in_swtch()
    t@3 b l@2  ?()  running in sigwait()
    t@4     consumer()  asleep on 0x22bb0 in _lwp_sema_wait()
  *>t@5 b l@4 consumer()  breakpoint     in Queue_dequeue()
    t@6 b l@5 producer()     running       in _thread_start()
(dbx)

本机代码的每行信息由以下内容组成：

• *（星号）表示该线程内发生了需要用户处理的事件。该事件通常是断点。

  如果不是星号，而是 "o"，则表示发生的是 dbx 内部事件。

• >（箭头）表示为当前线程。

• 线程 id t@number 指特定线程。number 是 thr_create 传回的 thread_t 值。

• b l@number 或 a l@number 表示线程绑定到指定的 LWP 或在其上处于活动状态（即操作系统可实际运行该线程）。

• 传递给 thr_create 的线程的“启动函数”。?() 表示启动函数未知。

• 线程状态（参见表 11–1 中有关线程状态的说明）。

• 线程当前执行的函数。

Java 代码的每行信息由以下内容组成：

• t@number， dbx 样式的线程 ID

• 线程状态（参见表 11–1 中有关线程状态的说明）。

• 加单引号的线程名

• 说明线程优先级的数字

查看另一线程的上下文

要将查看上下文切换到另一线程，请使用 thread 命令。语法如下：

thread [-blocks] [-blockedby] [-info] [-hide] [-unhide] [-suspend] [-resume] thread_id

要显示当前线程，请键入：

thread

要切换到线程 thread_id，请键入：

thread thread_id

有关 thread 命令的更多信息，请参见thread 命令。

查看线程列表

要查看线程列表，请使用 threads 命令。语法为：

threads [-all} [-mode [all|filter] [auto|manual]]

要打印所有已知线程，请键入：

threads

要打印通常不输出的线程（僵停），请键入：　

threads -all

有关线程列表的说明，请参见线程信息。

有关 threads 命令的更多信息，请参见threads 命令。

恢复执行

可以使用 cont 命令来恢复程序执行。因为线程目前使用同步断点，所以所有线程都会恢复执行。

不过，您可以使用带有 -resumeone 选项的 call 命令恢复单个线程（请参见call 命令）。

在调试多线程应用程序（其中许多线程会调用函数 lookup()）时，请考虑以下两种情况：

• 您设置条件断点：

  stop in lookup -if strcmp(name, "troublesome") == 0

  当 t@1 在对 lookup() 的调用处停止时，dbx 尝试对条件求值并调用 strcmp()。

• 您设置断点：

  stop in lookup

  当 t@1 在对 lookup() 的调用处停止时，发出以下命令：

  call strcmp(name, "troublesome")

调用 strcmp() 时，dbx 将会恢复调用期间内的所有线程，这与使用 next 命令进行单步执行时 dbx 所执行的操作类似。之所以这样做的原因是，如果 strcmp() 尝试抓取另一个线程拥有的锁，则仅恢复 t@1 可能会导致死锁。

在这种情况下恢复所有线程的缺点是，dbx 无法处理另一个线程（例如 t@2），从而会在调用 strcmp() 时在 lookup() 处遇到断点。它会发出类似以下之一的警告：

event infinite loop causes missed events in following handlers:

Event reentrancy first event BPT(VID 6, TID 6, PC echo+0x8) second event BPT(VID 10, TID 10, PC echo+0x8) the following handlers will miss events:

在这些情况下，如果可以确定条件表达式中调用的函数不会抓取互斥锁，则可使用 -resumeone 事件修饰符强制 dbx 只恢复 t@1：

stop in lookup -resumeone -if strcmp(name, "troublesome") == 0

只恢复在 lookup() 中遇到断点的线程，以便对 strcmp() 进行求值。

此方法在诸如以下的情况下会无能为力：

• 由于条件以递归方式调用 lookup()，lookup() 上的第二个断点发生在同一个线程中

• 运行条件的线程放弃控制权、休眠或以某种方式将控制权交给另一个线程

了解线程创建活动

通过使用以下示例中的 thr_create 事件和 thr_exit 事件，可以了解应用程序创建和销毁线程的频率：

(dbx) trace thr_create
(dbx) trace thr_exit
(dbx) run

trace: thread created t@2 on l@2
trace: thread created t@3 on l@3
trace: thread created t@4 on l@4
trace: thr_exit t@4
trace: thr_exit t@3
trace: thr_exit t@2

该应用程序创建了三个线程。请注意线程是如何以相反顺序从其创建中退出来的。这可能表明，如果此应用程序中的线程偏多，就会导致线程累积并消耗资源。

要获得更多值得注意的信息，可以在不同会话中尝试以下操作：

(dbx) when thr_create { echo "XXX thread $newthread created by $thread"; }
XXX thread t@2 created by t@1
XXX thread t@3 created by t@1
XXX thread t@4 created by t@1

此输出显示三个线程全部是由公用多线程模式的 t@1 线程创建的。

假设您要从开头调试线程 t@3。可以在线程 t@3 创建为如下所示时停止应用程序。

(dbx) stop thr_create t@3
(dbx) run
t@1 (l@1) stopped in tdb_event_create at 0xff38409c
0xff38409c: tdb_event_create       :    retl
Current function is main
216       stat = (int) thr_create(NULL, 0, consumer, q, tflags, &tid_cons2);
(dbx)

如果您的应用程序有时从线程 t@5 而不是从线程 t@1 产生新的线程，则可以按如下所示捕获此事件：

(dbx) stop thr_create -thread t@5

理解 LWP 信息

通常无需注意 LWP 。但有时无法完成线程级查询。在这些情况下，使用 lwps 命令来显示有关 LWP 的信息。

(dbx) lwps
    l@1 running in main()
    l@2 running in sigwait()
    l@3 running in _lwp_sema_wait()
  *>l@4 breakpoint in Queue_dequeue()
    l@5 running in _thread_start()
(dbx)

LWP 列表的每行都包含下列内容：

• *（星号）表示此 LWP 内发生了需要用户处理的事件。

• 箭头表示为当前 LWP。

• l@number 指特定 LWP。

• 下一项代表 LWP 状态。

• 在 function_name() 中标识 LWP 当前正在执行的函数。

使用lwp 命令列出或更改当前的 LWP。