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21 Oct 2024

设计模式

设计模式详解

C++性能检测用过什么工具

gdb看backtrace和切换线程

以下是一些常用的多线程调试方法：

1. 查看线程

显示所有线程：
```
info threads
```
这个命令会显示当前所有线程的编号、线程ID（TID）、状态以及当前的执行位置。每个线程都有一个 gdb 编号，可以用来切换到指定线程。

2. 切换线程

切换到指定线程：
```
thread THREAD_NUM
```
这里的 THREAD_NUM 是 info threads 命令输出中线程的编号。切换到指定线程后，可以使用正常的调试命令，比如 backtrace 查看调用栈，print 查看变量等。

3. 设置线程断点

对特定线程设置断点：
```
break function_name thread THREAD_NUM
```
在指定线程上设置断点。这样只有当指定线程执行到该断点时，程序才会暂停。
对所有线程设置断点：正常的断点会影响所有线程，因此可以直接使用 break 命令，而无需特别指定线程。

4. 控制线程

暂停/继续特定线程：
- continue: 继续当前线程的执行。
- thread THREAD_NUM: 切换到特定线程后，可以继续执行该线程的调试流程。
注意：continue 命令会让所有线程继续运行，想要单步调试特定线程时可以结合 next 和 step 命令操作。

5. 锁和竞态调试

设置断点和观察变量：可以在临界区或共享资源访问代码处设置断点，使用 watch 命令观察共享变量的值变化，帮助发现竞争条件或死锁情况。
```
watch var
```
死锁调试：使用 thread apply all backtrace 查看所有线程的调用栈，确定是否有线程卡在锁等待或死锁状态。

6. 常用命令总结

列出所有线程：
```
info threads
```
切换线程：
```
thread THREAD_NUM
```
对指定线程设置断点：
```
break func_name thread THREAD_NUM
```
查看所有线程的调用栈：
```
thread apply all backtrace
```
查看特定线程的调用栈：
```
backtrace
```
继续执行所有线程：
```
continue
```

检测内存泄漏

Valgrind 是 Linux 下功能非常强大的内存分析工具，常用于检测 C/C++ 程序的内存泄漏、非法访问、内存越界等问题。它的核心工具是 memcheck，用于检测内存泄漏和内存访问错误。以下是对 Valgrind 的详细介绍以及使用方法。

Valgrind 的功能

Valgrind 提供了一系列的子工具来检测和分析程序的各种问题，包括：

Memcheck：检测内存泄漏、无效访问、非法读写、未初始化内存使用等。
Cachegrind：模拟 CPU 的缓存行为，分析缓存命中率。
Massif：内存使用分析工具，帮助优化程序的内存使用。
Helgrind：检测多线程程序中的数据竞争和锁定错误。
DRD：另一个数据竞争检测工具，类似于 Helgrind。

在检测内存泄漏和非法访问时，通常使用 Memcheck 子工具。

基本使用方法

假设你的可执行文件是 your_program，你可以通过以下命令使用 Valgrind 来检测内存问题：

valgrind --leak-check=full ./your_program

这个命令将启动 Valgrind 的 memcheck 工具，并运行 your_program。--leak-check=full 参数会提供详细的内存泄漏报告。

常用参数选项

Valgrind 提供了很多选项来控制内存检测的精度和输出的信息量。以下是一些常用选项：

--leak-check=<yes|no|summary|full>：设置泄漏检查的详细程度。
- yes：显示简单的内存泄漏摘要。
- summary：显示泄漏摘要。
- full：显示每个泄漏的详细信息，包括堆栈回溯。
--show-leak-kinds=<kind>：设置报告的泄漏类型，可以选择 all（所有）、definite（确定泄漏）、possible（可能泄漏）、reachable（可达但未释放）、indirect（间接泄漏）。
--track-origins=yes：显示未初始化值的来源，适合调试复杂内存问题。
--log-file=<filename>：将 Valgrind 输出重定向到文件，方便分析。
--num-callers=<n>：设置堆栈回溯的深度，默认是 12。
--tool=<toolname>：选择 Valgrind 子工具（如 memcheck、massif 等），默认使用 memcheck。

Valgrind 的输出解释

当运行程序出现内存错误或泄漏时，Valgrind 会输出详细的报告，包括：

Invalid read/write：表示程序尝试读取或写入无效内存地址，可能是越界或释放后访问。
Use of uninitialized value：表示程序使用了未初始化的变量。
Conditional jump or move depends on uninitialized value(s)：指条件语句使用了未初始化的变量。
Memory leaks：报告程序未释放的内存，给出每个泄漏的堆栈信息。

例如，一个典型的内存泄漏报告如下：

==12345== 8 bytes in 1 blocks are definitely lost in loss record 1 of 2
==12345==    at 0x4C2B8F6: malloc (vg_replace_malloc.c:299)
==12345==    by 0x4005F4: main (example.c:10)