Bạn tìm kiếm gì khi gỡ lỗi bế tắc?

Gần đây tôi đã làm việc trên các dự án sử dụng nhiều luồng. Tôi nghĩ rằng tôi ổn khi thiết kế chúng; sử dụng thiết kế không trạng thái càng nhiều càng tốt, khóa truy cập vào tất cả các tài nguyên mà nhiều hơn một luồng cần, v.v. Kinh nghiệm của tôi về lập trình chức năng đã giúp ích rất nhiều.

Tuy nhiên, khi đọc mã chủ đề của người khác, tôi bị lẫn lộn. Tôi đang gỡ lỗi bế tắc ngay bây giờ và vì phong cách và thiết kế mã hóa khác với phong cách cá nhân của tôi, tôi gặp khó khăn khi thấy các điều kiện bế tắc tiềm ẩn.

Bạn tìm kiếm gì khi gỡ lỗi bế tắc?

Nếu tình huống là một bế tắc thực sự (tức là hai luồng giữ hai khóa khác nhau, nhưng ít nhất một luồng muốn khóa một luồng khác) thì trước tiên bạn cần phải từ bỏ tất cả các khái niệm trước về cách khóa lệnh. Giả sử không có gì. Bạn có thể muốn xóa tất cả các nhận xét khỏi mã bạn đang xem, vì những nhận xét đó có thể khiến bạn tin vào điều gì đó không đúng. Thật khó để nhấn mạnh điều này đủ: giả sử không có gì.

Sau đó, xác định khóa nào được giữ trong khi luồng cố gắng khóa thứ khác. Nếu bạn có thể, đảm bảo rằng một chuỗi mở khóa theo thứ tự ngược từ khóa. Thậm chí tốt hơn, đảm bảo rằng một chủ đề chỉ giữ một khóa tại một thời điểm.

Làm việc chăm chỉ thông qua việc thực hiện một luồng và kiểm tra tất cả các sự kiện khóa. Tại mỗi khóa, xác định xem một luồng có giữ các khóa khác hay không, và nếu vậy, trong trường hợp nào thì một luồng khác, thực hiện một đường dẫn thực hiện tương tự, có thể xem xét sự kiện khóa đang xem xét.

Chắc chắn là bạn sẽ không tìm thấy vấn đề trước khi hết thời gian hoặc tiền bạc.

1. Như những người khác đã nói ... nếu bạn có thể nhận được thông tin hữu ích để đăng nhập thì hãy thử trước vì đó là cách dễ nhất để làm.

2. Xác định các ổ khóa có liên quan. Thay đổi tất cả các mutex / semaphores chờ mãi mãi để chờ đợi thời gian chờ đợi ... một cái gì đó vô lý dài như 5 phút. Đăng nhập lỗi khi nó hết thời gian. Điều này ít nhất sẽ chỉ cho bạn theo hướng của một trong những ổ khóa có liên quan đến vấn đề. Tùy thuộc vào sự thay đổi của thời gian, bạn có thể gặp may mắn và tìm thấy cả hai khóa sau một vài lần chạy. Sử dụng mã / điều kiện của mã lỗi chức năng để ghi lại dấu vết ngăn xếp giả sau khi chờ đợi theo thời gian không xác định được cách bạn đến đó ở vị trí đầu tiên. Điều này sẽ giúp bạn xác định chủ đề có liên quan đến vấn đề.

3. Một điều khác mà bạn có thể thử là xây dựng thư viện trình bao quanh các dịch vụ mutex / semaphore của bạn. Theo dõi những chủ đề có mỗi mutex và những chủ đề đang chờ đợi trên mutex. Xây dựng một chủ đề màn hình để kiểm tra xem các chủ đề đã bị chặn bao lâu. Kích hoạt trên một số thời lượng hợp lý và kết xuất thông tin trạng thái mà bạn đang theo dõi.

Tại một số điểm, kiểm tra mã cũ đơn giản sẽ là cần thiết.

Bước đầu tiên (như Péter nói) là đăng nhập. Mặc dù theo kinh nghiệm của tôi, điều này thường có vấn đề. Trong xử lý song song nặng, điều này thường là không thể. Tôi đã phải gỡ lỗi một cái gì đó tương tự với mạng thần kinh một lần, nó đã xử lý 100k nút mỗi giây. Lỗi xảy ra chỉ sau vài giờ và thậm chí một dòng đầu ra đã làm mọi thứ chậm lại rất nhiều, đến mức phải mất nhiều ngày. Nếu đăng nhập là có thể, tập trung ít hơn vào dữ liệu, nhưng nhiều hơn vào dòng chảy của chương trình, cho đến khi bạn biết phần nào nó xảy ra. Chỉ cần một dòng đơn giản ở đầu mỗi hàm và nếu bạn có thể tìm đúng hàm, hãy chia nó thành các phần nhỏ hơn.

Một tùy chọn khác là loại bỏ các phần của mã và dữ liệu để bản địa hóa lỗi. Thậm chí có thể viết một số chương trình nhỏ chỉ cần một số lớp và chỉ chạy các bài kiểm tra cơ bản nhất (tất nhiên vẫn còn trong một số chủ đề). Xóa mọi thứ liên quan đến gui, ví dụ như bất kỳ đầu ra nào về trạng thái xử lý thực tế. (Tôi thấy giao diện người dùng thường xuyên là nguồn gây ra lỗi)

Trong mã của bạn, hãy cố gắng tuân theo luồng kiểm soát logic hoàn chỉnh giữa khởi tạo khóa và giải phóng nó. Một lỗi phổ biến có thể là khóa khi bắt đầu một chức năng, mở khóa ở cuối, nhưng có một câu lệnh trả về có điều kiện ở đâu đó ở giữa. Ngoại lệ có thể ngăn chặn phát hành quá.

Những người bạn thân nhất của tôi đã được in / ghi nhật ký tại những nơi thú vị trong mã. Chúng thường giúp tôi hiểu rõ hơn những gì thực sự xảy ra bên trong ứng dụng, mà không làm gián đoạn thời gian giữa các luồng khác nhau, điều này có thể ngăn chặn việc tái tạo lỗi.

Nếu thất bại, phương pháp duy nhất còn lại của tôi là nhìn chằm chằm vào mã và cố gắng xây dựng một mô hình tinh thần của các luồng và tương tác khác nhau, và cố gắng nghĩ ra những cách điên rồ có thể để đạt được những gì rõ ràng đã xảy ra :-) Nhưng tôi không coi mình là một kẻ giết người bế tắc rất có kinh nghiệm. Hy vọng những người khác sẽ có thể đưa ra những ý tưởng tốt hơn, từ đó tôi cũng có thể học hỏi :-)

Trước hết, hãy cố gắng để có được tác giả của mã đó. Anh ta có lẽ sẽ có ý tưởng về những gì anh ta đã viết. ngay cả khi hai bạn không thể xác định chính xác vấn đề chỉ bằng cách nói chuyện, Ít nhất bạn có thể ngồi lại với anh ấy để xác định phần bế tắc, sẽ nhanh hơn nhiều so với việc bạn hiểu mã của anh ấy / cô ấy mà không cần trợ giúp.

Thất bại, như Péter Török đã nói, Logging có lẽ là cách. Theo tôi biết, Debugger đã làm một công việc tồi tệ trên môi trường đa luồng. cố gắng xác định vị trí của khóa ở đâu, lấy toàn bộ tài nguyên đang chờ và trong điều kiện tình trạng đua xảy ra.

Câu hỏi này thu hút tôi;) Trước hết, hãy xem xét bản thân bạn may mắn vì bạn có thể tái tạo vấn đề một cách nhất quán trên mỗi lần chạy. Nếu bạn nhận được cùng một ngoại lệ với cùng một stacktrace mỗi lần thì nó sẽ khá đơn giản. Nếu không, thì đừng tin vào stacktrace nhiều như vậy, thay vào đó chỉ giám sát truy cập vào các đối tượng toàn cầu và trạng thái của nó thay đổi trong quá trình thực thi.

Nếu bạn phải gỡ lỗi bế tắc, bạn đã gặp rắc rối. Theo quy định, sử dụng khóa trong thời gian ngắn nhất - hoặc hoàn toàn không, nếu có thể. Bất kỳ tình huống mà bạn mất một khóa và sau đó đi đến mã không tầm thường nên được tránh.

Tất nhiên nó phụ thuộc vào môi trường lập trình của bạn, nhưng bạn nên xem xét những thứ như hàng đợi tuần tự có thể cho phép bạn truy cập tài nguyên từ một luồng duy nhất.

Và sau đó, có một chiến lược cũ nhưng không thể sai lầm: Gán "cấp độ" cho mỗi khóa, bắt đầu từ cấp 0. Nếu bạn lấy khóa cấp 0, bạn không được phép sử dụng bất kỳ khóa nào khác. Sau khi thực hiện khóa cấp 1, bạn có thể thực hiện khóa cấp 0. Sau khi thực hiện khóa cấp 10, bạn có thể khóa ở cấp 9 hoặc thấp hơn, v.v.

Nếu bạn thấy điều này là không thể, bạn cần sửa mã của mình vì bạn sẽ gặp phải bế tắc.