linux gdb-多线程调试

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linux下应用程序的调试工具主要就是gdb,可能你已经习惯了IDE形式的调试工具。也许刚开始使用gdb作为调试工具,会有诸多的不变,但是一旦你学会了如何使用gdb你就会被其富有魔力的功能所吸引的,下面开始逐步的学习linux下gdb的使用方式。

一直以来对于gdb在多线程调试方面的应用好奇,最近,由于项目需要,学习了linux下的gdb在多线程下的调试方法。下面就结合一个简单的案例介绍一下gdb的多线程调试方法。其中,本例子还介绍了如何调试链接有静态库的多线程应用程序。

1.理论介绍

gdb支持的用于多线程调试的工具如下:

能够自动的提醒新线程的创建。

  • ‘thred threadno’,实现在不同线程间切换。

  • ‘info thead’,可以查看存在的线程信息。

  • ‘thread applay [threadno] [all] args’  ,在指定的线程上执行特定的命令args。

可以在线程中设置特定的断点。

  • ‘set print thread-events’,用于设定是否提示线程启动或停止时的信息。

  • ‘set libthread-db-search-path path’,用于是用户可以自己制定libthread-db 的路径信息。

  • 'set scheduler-locking mode',在某些操作系统中,你可以通过锁住OS的调度行为,这样可以就可以改变GDB默认的行为,达到同一时间只有一个线程在运行的目的。

  • off:没有锁定,所有线程可以在任何时间运行。

  • on:锁定线程,只有当前线程在运行。

  • step:该模式是对single-stepping模式的优化。此模式会阻止其他线程在当前线程单步调试时,抢占当前线。因此调试的焦点不会被以外的改变。其他线程不可能抢占当前的调试线程。其他线程只有下列情况下会重新获得运行的机会:

当你‘next’一个函数调用的时候。

当你使用诸如‘continue’、‘until‘、’finish‘命令的时候。

其他线程遇到设置好的断点的时候。

1.1线程创建提醒

当应用程序创建线程的时候,如果你设置了’set print thread-events‘,那么他会自动提示新创建线程的信息,GNU/linux 下的提示信息如下:

[New Thread 0x41e02940 (LWP 25582)]

1.2显示线程信息

info thread用于显示系统中正在运行的所有线程的信息。信息主要包括如下几项:

GDB分配的id号。

目标系统定义的线程id(systag)。

线程的名字,如果存在的话,会被显示出来。用户可以自定义线程的名字,或者由程序自己指定。

线程相关的栈的信息。

其中,*表示当前正在运行的线程,下面是一个多线程的相关信息。

(gdb) info threads
Id Target Id Frame
3 process 35 thread 27 0x34e5 in sigpause ()
2 process 35 thread 23 0x34e5 in sigpause ()
* 1 process 35 thread 13 main (argc=1, argv=0x7ffffff8)
at threadtest.c:68

1.3切换线程

thread threadno用于在同步线程之间实现切换。threadno即上面显示的GDB自定义的线程的id号。线程切换成功后,会打印该线程的相关信息,比如栈信息。

(gdb) thread 2 [Switching to thread 2 (Thread 0xb7fdab70 (LWP 12747))] #0 some_function (ignore=0x0) at example.c:8 8 printf ("hello\n");

变量$_thread 记录了当前线程的id号。你或许在设置断点条件或脚本的时候会用到该变量。

1.4执行命令

thread apply[threadid|all] command,该工具用于在一个或多个线程执行指定的命令command。threadid可以是一个或多个线程id,或是一个范围值,例如,1-3

1.5定义/find线程名

thread name,可以通过该工具实现线程名的重新定义。一般,系统会为每一个线程定义一个名字,例如GNU/linux,使用该命令后会将系统定义的线程名称覆盖掉。

thread find [regexp],其中regexp可以是线程的systag,例如,LWP 25582中的25582,或线程名(系统定义的或用户自定义的)

2.实例调试

下面通过一个实例,具体演示一下gdb  thread调试。

2.1静态库编译

下面为一个简单的函数用于打印不同的字符串。

#include<iostream>                                                                                                                    
#include<string>
#include"print.h"

using namespace std;

void print(string words)
{
        std::cout << words << std::endl;
}

将其编译成静态库

g++ -c print.cpp 
ar crs libprint.a print.o

2.2 链接静态库

下面为一个多线程程序的打印程序,很简单

#include<iostream>
#include<pthread.h>
#include"print.h"

void* threadPrintHello(void* arg)
{
	while(1)
	{
		sleep(5);
		print(string("Hello"));
	}
}

void* threadPrintWorld(void* arg)
{
	while(1)
	{
		sleep(5);
		print(string("World"));
	}
}

int main( int argc , char* argv[])
{
	pthread_t pid_hello , pid_world;
	
	int ret = 0;

	ret = pthread_create(&pid_hello , NULL , threadPrintHello , NULL);

	if( ret != 0 )
	{
		std::cout << "Create threadHello error" << std::endl;
		return -1;
	}

	ret = pthread_create(&pid_world , NULL , threadPrintWorld , NULL);

	if( ret != 0 )
	{
		std::cout << "Create threadWorld error" << std::endl;
		return -1;
	}

	while(1)
	{
		sleep(10);
		std::cout << "In main thread"  << std::endl;
	}	
	
	pthread_join(pid_hello , NULL);
	pthread_join(pid_world , NULL);

	return 0;
}

编译程序

g++ -o thread thread.cpp -lpthread -lprint

2.3调试程序

启动程序

$./thread 

进程id

$ps aux |grep thred
1000     24931  0.0  0.0  21892   912 pts/0    tl+  03:04   0:00 src/thread
attach该进程

$sudo gdb thread 24931

显示线程信息

(gdb) info thread
  Id   Target Id         Frame 
* 3    Thread 0xb7471b40 (LWP 24932) "threadPrintHello" threadPrintHello (arg=0x0) at thread.cpp:10
  2    Thread 0xb6c70b40 (LWP 24933) "thread" 0xb7779424 in __kernel_vsyscall ()
  1    Thread 0xb7473700 (LWP 24931) "thread" 0xb7779424 in __kernel_vsyscall ()