程序调试和性能分析经常使用技巧

程序调试和性能分析经常使用技巧

程序调试和性能分析一般须要设计到多种工具，有时甚至须要跨越用户态和内核态。本文总结了在程序调试和性能分析过程当中常碰到三个问题，既是为了方便本身后面温习，也是为了和碰到一样问题的朋友一块儿分享。

1.如何调试多线程的程序？

多线程程序运行的时候若是出现崩溃或者产生core的时候，最困难的是很难定位究竟是哪一个线程致使的问题。为此，能够利用gdb工具中的thread apply命令来指定在某个ID的线程上运行gdb命令，好比下面的命令就是在fuse进程的1至250号线程上运行bt命令，而后把全部线程的”bt”输出统必定位到fuse.bt文件当中去。参考下面的命令能够获得全部线程的用户态的堆栈

gdb -q --batch -ex "thread apply 1-250 bt" attach `pidof fuse` | tee /home/qsia/fuse.bt

2.如何在程序运行的过程当中修改某个变量的值？

gdb的attach命令可以和正在运行的进程相关联，而''--ex”可以指按期望运行的gdb命令，再加上 表示屏蔽版本等信息的-q和表示批处理—batch的参数，就组成了能在程序运行时修改变量的参数组合。好比下面的命令,就在sksmon进程运行时，动态地修改了它的mask的值：

 sudo    gdb -q --batch --ex "set msk=0" attach `pidofsksmon`

若是这个命令和上面的thread apply命令相结合，咱们就能写出模拟多线程运行多种中间状态的脚本，这样可以极大的方便调试。

3.如何查看多线程程序的全部内核堆栈？

有时，咱们须要查看多线程的程序的全部内核态堆栈，这时咱们就须要充分利用Linux系统/proc文件系统的特性，进入到/proc下对应进程相关线程的目录，读出各自的”stack”信息。

cd /proc/`pidof yourprgoram_name`;

for i in `find ./ -name "stack"`; do echo $i >> ~/proc_search.log; cat $i >> ~/proc_search.log; done

４.如何分析程序关键函数的性能？

分析程序性能的工具不少，包括opprofile/systemtap等。Opprofile可以从CPU芯片和内核级别，给出系统的性能统计和分析，包括耗费CPU周期、Cache命中率等；而systemtap相似于SUN引入的DTrace，可以经过符号表生成可自动加载的探测驱动，从而可以统计系统运行时间、在指定函数插入特定函数。

针对特定业务应用的开发，通常而言，systemtap足够胜任。

４.１　systemtap的安装　

For Fedora/Centos/Redhat:

yum install systemtap

yum install kernel-devel gcc make

Prepare kernel debug information:

yum install yum-utils

debuginfo-install kernel

For ubuntu，Do it all with apt-get:

apt-get install systemtap

apt-get install linux-headers-generic gcc make

Prepare kernel debug information:

apt-get install linux-p_w_picpath-debug-generic

ln -s /boot/vmlinux-debug-$(uname -r) \

/lib/modules/$(uname -r)/vmlinux

4.２检查sysstemtap是否安装成功

运行命令 stap -v -e 'probe vfs.read {printf("read performed\n"); exit()}'

若是输出正常就没有问题，不然安装还有问题。

4.3如何编写stap监控脚本

和DTrace相似，systemtap运行的时候也须要stap脚本，请参考http://sourceware.org/systemtap/， 里面有很是完整的介绍。示例代码以下：

# Show sockets setting options# Return enabled or disabled based on value of optvalfunction getstatus(optval){    if ( optval == 1 )        return "enabling"    else        return "disabling"}probe begin{        print ("\nChecking for apps setting socket options\n")}# Set a socket optionprobe tcp.setsockopt{    status = getstatus(user_int($optval))        printf ("  App '%s' (PID %d) is %s socket option %s... ", execname(), pid(), status, optstr)}# Check setting the socket option workedprobe tcp.setsockopt.return{    if ( ret == 0 )        printf ("success")    else        printf ("failed")    printf ("\n")}probe end{        print ("\nClosing down\n")}