在 Python 中使用 GDB 来调试 转载
2013/11/01 | Comments
大约一年前,我接触了 Java 中的 Btrace 能够不停机查看线上 JVM 运行情况的特性让我艳羡不已。 另外还有强悍的 jStack 和 jConsole 来进行运行期侦测,JVM 的工业级强度果然不是盖的。
当时公司技术方面也遇到了一些瓶颈,一部分原因是 CPython 本身的 IO 模型问题, 另一方面也和早期代码写的极不工整脱不了关系。万般无奈之下,我们用 Jython 推翻重做了主要业务,效果立竿见影,但同时也把真实问题给规避掉了。
在这之后我们在 JVM 的领导下,走上了康庄大道。但我心中始终还有一个梗, 就是想对性能遇到瓶颈的 Python Process 进行线上侦测。 这篇文章就是开始的第一步。
PS:这篇文章理论上是可行的,但是在我机器(Ubuntu 12.04 / 系统自带 Python) 无法正常执行,会爆出 unable to read python frame information
的问题。解决方法我会在下篇文章中写出。这里只是单纯翻译一下原文。
原文可以移步 https://wiki.python.org/moin/DebuggingWithGdb。
有一些类型的 bugs 很难使用 Python 直接进行 debug,比如
- 段错误(无法被捕捉的 Python 异常)
- 卡住的进程(这种情况下面没法使用
pdb
来进行跟踪) - 控制之外的后台处理 daemon 进程
这些情况下,你可以使用尝试使用 gdb
。
准备
需要在系统安装 gdb
和 Python debug 扩展。 Python debug 扩展包含了一些 debug 命令,并且添加了一些 Python 特定的命令到 gdb
。 在主流的 Linux 发行版中,你可以轻松的安装他们:
Fedora:
1 |
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Ubunt:
1 |
|
在一些老系统上面,也一样可以使用 gdb
,具体看文章末尾。
使用 GDB
有两种可行的方法:
- 一开始就使用
gdb
来启动应用 - 连接到一个已经运行的 Python 进程
在 gdb
下面启动 Python 同样有两种方式:
交互式:
1 |
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自动:
1 |
|
这样的话,它会一直运行直到退出、段错误、或者人为的停止(使用 Ctrl+C
)。
如果进程已经开始运行,你可以通过 PID 来接入它:
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|
调试进程
如果你的程序段错误了, gdb
会自动暂停程序,这样你可以切换到 gdb
命令行来检查状态。你也可以人为地使用 Ctrl+C
来暂停程序运行。
查看 EasierPythonDebugging 获得 gdb
里面的 Python 命令列表。
查看 C 调用栈
如果你在 debug 段错误,你最想做的可能就是查看 C 调用栈。
在 gdb
的命令行里面,只要运行一下命令:
1 |
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运气好的话,你可以直接看到问题出现在什么地方。如果它提供的信息不能直接帮你解决问题, 你可以尝试继续追踪调用栈。 调式的结果取决于 debug 信息的有效程度。
查看 Python 调用栈
如果你安装了 Python 扩展,你可以使用
1 |
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可以获取熟悉的 Python 源代码。
对挂住的进程开刀
如果一个进程看上去挂住了,他可能在等待什么东西(比如锁、IO 等等)。 也有可能在拼命的跑循环。连接上这个进程,然后检查调用栈也许可以帮上忙。
如果进程在疯狂循环,你可以先让它运行一会,使用 cont
命令, 然后使用 Ctrl+C
来暂停,并且打印出调用栈。
如果一些线程卡住了,下面的命令可能会帮上忙:
1 |
|
当前运行的线程被标记为 *
,要查看 Python 代码运行到哪里,使用 py-list
查看:
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|
查看所有进程的 Python 代码位置,可以使用:
“` (gdb) thread apply all py-list … 200 201 def accept(self):
202 sock, addr = self.sock.accept() 203 return socketobject(sock=sock), addr 204 accept.doc = realsocket.accept.doc 205 206 def dup(self): 207 “”“dup() -> socket object
Thread 35 (Thread 0xa0bfdb40 (LWP 17911)): Unable to locate python frame
Thread 34 (Thread 0xa13feb40 (LWP 17910)): 197 for method in delegate_methods: 198 setattr(self, method, dummy) 199 close.doc = realsocket.close.doc 200 201 def accept(self):
202 sock, addr = self.sock.accept() 203 return socketobject(_sock=sock), addr …
1 |
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(gdb) pystack
1 |
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(gdb) pystackv “`
更多 gdbinit 里面没定义的有用的脚本可以在这里找到:
http://web.archive.org/web/20070915134837/http://www.mashebali.com/?Python_GDB_macros:The_Macros
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