Linux學習——Gdb基本調試方法&&多線程調試

1.Gdb的基本調試

示例代碼

//e.c
 #include <stdio.h>
 void debug(char *str)
{
    printf("debug info :%s\n",str );
}

int main(int argc,char *argv[]){
    int i,j;
    j=0;
    for(i=0;i<10;i++){
        j+=5;
        printf("now a=%d\n", j);
    }
}

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5
• 6
• 7
• 8
• 9
• 10
• 11
• 12
• 13
• 14
• 15

gcc -g -o e e.c
調試gdb e
或者輸入gdb
然後 file e

1. list 命令用法

list命令顯示多行源代碼,從上次的位置開始顯示,默認情況下,一次顯示10行,第一次使用時,從代碼其實位置顯示。

list n顯示已第n行未中心的10行代碼
list functionname顯示以functionname的函數爲中心的10行代碼

• 1
• 2

2. 斷點命令break
break location:在location位置設置斷點,改位置可以爲某一行,某函數名或者其它結構的地址。gdb會在執行該位置的代碼之前停下來.

使用delete breakpoints 斷點號 刪除斷點
這裏的斷點號表示的是第幾個斷點,剛纔執行break 10返回 
reakpoint 1 at 0x40050a: file e.c, line 10.
中的1表示該斷點的標號，因此使用 delete breakpoints 1表示刪除第10行所定義的斷點

clear n表示清除第n行的斷點,因此clear 10等同於delete breakpoints 1
disable/enable n表示使得編號爲n的斷點暫時失效或有效

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5
• 6
• 7

可使用info查看斷點相關的信息
info breakpoints

c(continue)，繼續程序運行直到下一個斷點

3.display命令
查看參數的值

4.step及next命令
step可使得程序逐條執行,即執行完一條語句然後在下一跳語句前停下來,等待用戶的命令。一般使用step命令是，可使用display或者watch命令查看變量的變化,從而判斷程序行爲是否符合要求。當下一條指令爲函數時,s進入函數內部,在其第一條語句前停下來。next單步執行，但不進入函數內部。
step n,next n 表示連續但不執行n條指令,如果期間遇到斷點,則停下來
5.print打印內部變量值
6.bt 查看堆棧信息
7.watch 監視變量值的變化

watch通常需要和break，run，continue聯合使用。

下面舉例說明：

代碼如下：
#include <stdio.h>

int main()
{
int a=0;
for(int i=0; i<10; i++)
a+=i;
}
調試的時候過程如下：

(gdb) l
1 #include <stdio.h>
2
3 int main()
4 {
5 int a=0;
6 for(int i=0; i<10; i++)
7 a+=i;
8 }
(gdb) b 5 -------在第5行設置斷電
Breakpoint 1 at 0x80483ba: file a.cpp, line 5.
(gdb) r -------執行到斷點處停止
Starting program: /a.o

Breakpoint 1, main () at a.cpp:5
5 int a=0;
(gdb) watch a -------觀察a的值，當有變化時，停止
Hardware watchpoint 2: a
(gdb) c -------繼續執行，當a的值變化時停止
Continuing.
Hardware watchpoint 2: a

Old value = 0
New value = 1
main () at a.cpp:6
6 for(int i=0; i<10; i++)
(gdb)
Continuing.
Hardware watchpoint 2: a

Old value = 1
New value = 3
main () at a.cpp:6
6 for(int i=0; i<10; i++)
(gdb)
Continuing.
Hardware watchpoint 2: a

即，在使用watch時步驟如下：

1. 使用break在要觀察的變量所在處設置斷點；

2. 使用run執行，直到斷點；

3. 使用watch設置觀察點；

4. 使用continue觀察設置的觀察點是否有變化。

8.set variable value=x 動態改變變量值
1，調試中需要修改臨時變量的值時，可以使用set命令
語法：

set variable key = value
set var key = value
示例：
(gdb) set variable array[1] = 12

2，另一種更簡單的方式，使用print命令修改
語法：
print key=value

2.多線程調試

1. 線程的查看
首先創建兩個線程：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

void* pthread_run1(void* arg)
{
    (void)arg;

    while(1)
    {
        printf("I am thread1,ID: %d\n",pthread_self());
        sleep(1);
    }
}

void* pthread_run2(void* arg)
{
    (void)arg;

    while(1)
    {
        printf("I am thread2,ID: %d\n",pthread_self());
        sleep(1);
    }
}


int main()
{

    pthread_t tid1;
    pthread_t tid2;

    pthread_create(&tid1,NULL,pthread_run1,NULL);
    pthread_create(&tid2,NULL,pthread_run2,NULL);

    printf("I am main thread\n");

    pthread_join(tid1,NULL);
    pthread_join(tid2,NULL);
    return 0;
}

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5
• 6
• 7
• 8
• 9
• 10
• 11
• 12
• 13
• 14
• 15
• 16
• 17
• 18
• 19
• 20
• 21
• 22
• 23
• 24
• 25
• 26
• 27
• 28
• 29
• 30
• 31
• 32
• 33
• 34
• 35
• 36
• 37
• 38
• 39
• 40
• 41
• 42
• 43
• 44

分析：上面程序中創建了兩個線程，程序執行起來，main函數所在程序爲主線程，在這個主線程中有兩個新線程運行。
命令行查看：

//查看當前運行的進程
ps aux|grep a.out
//查看當前運行的輕量級進程
ps -aL|grep a.out
//查看主線程和新線程的關係
pstree -p 主線程id

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5
• 6

2. 線程棧結構的查看

1. 獲取線程ID
2. 通過命令查看棧結構 ps stack 線程ID
   
   3. 利用gdb查看線程信息
   將進程附加到gdb調試器當中，查看是否創建了新線程：gdb attach 主線程ID
   

查看線程的一些信息

//1.查看進程：info inferiors
//2.查看線程：info threads
//3.查看線程棧結構：bt
//4.切換線程：thread n（n代表第幾個線程）

4. 利用gdb調試多線程
　　當程序沒有啓動，線程還沒有執行，此時利用gdb調試多線程和調試普通程序一樣，通過設置斷點，運行，查看信息等等，在這裏不在演示，最後會加上調試線程的命令

設置斷點

//1. 設置斷點：break 行號/函數名
//2. 查看斷點：info b

• 1
• 2

執行線程2的函數，指行完畢繼續運行到斷點處

1. 繼續使某一線程運行：thread apply 1-n（第幾個線程） n
2. 重新啓動程序運行到斷點處：r

• 1
• 2

3.只運行當前線程

. 設置：set scheduler-locking on 2
. 運行：n

• 1
• 2

4.所有線程併發執行

    1. 設置：set scheduler-locking off
    2. 運行：n

• 1
• 2

注意點：
ctrl+c ctrl+d ctrl+z 的區別和使用場景

Ctrl+C ：強制中斷程序，程序無論運行哪裏都停止。

Ctrl+D ：發送一個 exit 的信號，退出當前的用戶或者是客戶端。

Ctrl+Z ：暫停程序，在進程中維持掛起狀態。

引用別人的說法：

1、Ctrl+C比較暴力，就是發送Terminal到當前的程序，比如你正在運行一個查找功能，文件正在查找中，Ctrl+C就會強制結束當前的這個進程。
2、Ctrl+Z 是把當前的程序掛起，暫停執行這個程序，比如你正在mysql終端中，需要出來搞點其他的文件操作，又不想退出mysql終端（因爲下次還得輸入用戶名密碼進入，挺麻煩），於是可以ctrl+z將mysql掛起，然後進行其他操作，然後輸入 fg 回車後就可以回來，當然可以掛起好多進程到後臺，然後 fg 加編號就能把掛起的進程返回到前臺。當然，配合bg（後臺）和fg命令進行前後臺切換會非常方便。
3、Ctrl+D 是發送一個exit信號，沒有那麼強烈，類似ctrl+C的操作，比如你從管理員root退回到你的普通用戶就可以這麼用。