C++雾中风景番外篇3:GDB与Valgrind ,调试代码内存的工具

 写 C++的同学想必有太多和内存打交道的血泪经验了,常常被 C++的内存问题搅的焦头烂额。(写 core 的经验了)有很多同学一见到 core 就两眼一抹黑,不知所措了。笔者 入""C++之后,在调试 C++代码的过程之中,学习了不少调试代码内存的工具。希望借这个机会来介绍一下笔者常用的工具,GDB,Valgrind等等,相信大家通过好好运用这些工具,能更好的驯服内存这匹"野马"。

1.利用 GDB 调试 CoreDump

CoreDump时一个二进制的文件,进程发生错误崩溃时,内核会产生一个瞬时的快照,记录该进程的内存、运行堆栈状态等信息保存在core文件之中。做个简单的类比,core 文件相当于飞机运行时的"黑匣子",能够帮助我们更好的调试 C++程序的问题。OK,接下来笔者将介绍一下如果利用GDB 来调试 CoreDump的文件。

  • CoreDump 文件的大小

首先我们先确定一下操作系统是否会产生 CoreDump 文件。通过ulimit -c获取 core 文件的限制大小:
查看 core 文件的大小限制

上面显示笔者电脑的 core 文件的大小是0,我们需要调整一下。通过ulimit调整为无限制。当然这种调整是临时的,reboot 之后就恢复为0了。

ulimit -c ulimited

如果需要永久修改,可以通过/etc/security/limits.conf 来修改 core 文件的大小。

  • CoreDump 文件的生成路径
    默认情况下,core dump生成的文件名为core,而且就在程序当前目录下。通过修改/proc/sys/kernel/core_pattern可以控制core文件保存位置和文件格式。(建议将后缀改为进程号) 笔者这里简单起见,不进行修改了。

  • 编写core 代码,这里笔者利用线程访问了空指针
#include <unistd.h> #include <thread>  void core() {     char* ch = nullptr;     *ch = 'a'; }  int main() {     auto t1 = std::thread(core);     sleep(5);     return 0; }
  • 编译运行该代码,产生段错误,生成了 core 文件
    图片.png

  • 利用 GDB 调试 core 文件
    调试 core 文件需要利用原生编译出的二进制文件调试。这里有一点需要注意的,如果编译 C++文件之时没有加-g的编译选项,core 文件的调试内容会不够完整。笔者这里建议开启对应的编译选项,这会导致对应的二进制文件变大,编译时间变长。(生产环境可以考虑关闭)使用gdb 二进制文件 core 文件打开 core 文件。

利用 gdb 调试 core 文件

core 文件列出了两个线程的信息。我们需要判断对应的问题代码的定位,接下来我们一起来梳理一下:
info thread查看线程的运行情况,在这里我们就可以判断代码 core 在什么线程之中了,如果还是无法确定,可以通过thread apply all bt列出更加详尽的堆栈信息。

用 info thread 查看线程运行情况
利用 thread apply all bt 显示详尽的堆栈信息
通过上述信息可以确认,thread 1的代码存在问题。我们通过thread 1切换到 thread 1,用bt显示堆栈信息继续追查:
Thread 1的堆栈信息

之后我们来看看令人生疑的栈内容,这里显然栈0是我们怀疑的代码,用frame 1查看。
对应存在『问题』的语句

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