LINUX 编程定位工具gstack,pstack

Posted 2021-10-20 klb561

pstack：

pstack命令可显示每个进程的栈跟踪。

pstack 命令必须由相应进程的属主或 root 运行。

可以使用 pstack 来确定进程挂起的位置。

此命令允许使用的唯一选项是要检查的进程的 PID。

pstack 看活动的进程内的堆栈

 

用法：

root# pstack PID

 

gstack：

 

gstack -打印正在运行的进程的堆栈跟踪

使用方法：

gstack PID

描述

gstack连接到命令行中pid的活动进程

打印执行堆栈跟踪。如果ELF符号存在于二进制(usu -)中

如果你没有运行条带(1)，那么这个例子就会被打印出来

同样如此。

如果进程是线程组的一部分，那么gstack将打印出一个堆栈

对组中的每个线程进行跟踪。

https://blog.csdn.net/O4dC8OjO7ZL6/article/details/78954755
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思路分析
我们知道gdb的bt（backtrace）可以打印函数调用栈，但需要手动敲命令执行，不能批量多次运行，似乎不太方便。有没有更好的工具和方法搞定这个需求呢？有的，gstack就是一款用于方便查看函数调用栈的工具。gstack的用途是“print a stack trace of a running process”，即打印一个正在运行的进程的函数调用栈。下面以一个正在运行的redis-server进程为例，执行gstack `pidof redis-server`即可看到该进程当前正在运行的3个线程各自的函数调用栈。这其实与gdb bt看到的差不多，而且我们的目标是只需要函数名，而不需要地址信息，那么gstack有没有什么参数可以去掉每行的地址，以精简打印呢？

如下所示，gstack竟然没有帮助，这不像是一个正常的程序啊。用file `which gstack`查看，果然，它只是一个脚本，并不是一个正常的程序。

 

 

查看/usr/bin/gstack脚本源代码，发现它其实只是包装了gdb bt，并用sed对gdb bt的输出结果做了过滤而已。如下给出gstack脚本源代码的解读，该脚本分为五部分：

 

第一部分：检查是否提供一个入参，如果入参数量不是1，则打印用法提示，并退出脚本。

第二部分：检查入参必须是一个当前正在运行的程序的PID，如果不是，则退出脚本。

第三部分：判断内核是否支持gdb打印所有线程函数栈，如果不支持，则后续会将“bt”命令输入gdb中；如果支持，则后续会将“thread apply all bt”命令输入gdb中。

第四部分：执行gdb，通过“gdb [options] [executable-file] [process-id]”方式附着到指定PID的进程上，通过<<EOF方式为gdb传入多个命令，并将执行输出的结果通过管道“|”传给后续的sed命令。

第五部分：用sed去掉gdb输出的无效行，只提取含有线程信息、函数信息的行。

通过上述对gstack脚本源代码的分析可知，gstack只是gdb bt的简单封装，与我们的目标还有一定差距。看来需要自己编写一些扩展脚本或程序，才能进一步达成目标。

首先，需要编写一个脚本，重复运行多次gstack，采集目标程序足够多次函数调用栈；其次，需要进一步净化数据，比如函数地址信息就需要过滤掉；还有，需要归并出不同的函数调用栈，找到不同的函数调用链，因为gstack输出的函数栈是用Thread行分隔的，可以编写一个程序来解析Thread行，将每个Thread块（多行）放到哈希桶中排重（即，排除重复项），从而得到唯一不同的函数调用链。

 

三.扩展编程
 首先，编写一个makefile脚本，用shell for循环不断调用gstack，将输出结果追加到临时文本文件中。

 

 

仍以redis-server为例，执行 make gstack_log PID=`pidof redis-server` NN=5，即可对redis-server连续运行5次gstack，并将结果保存到一个临时文件tmp_gstack_1353.txt中。在正式采集时，可以将NN设置为很大，比如NN=2000次，以采集到足够多的不同的函数调用栈信息。

 

 

然后，查看一下输出的临时文件的内容，即多次gstack输出结果的罗列。下一步需要将每个Thread行所分隔的块（多行），如块1、块2、块3、块4、、、进行净化和排重。

 

 

编写一个Node.js小程序gstack_data_format.js，用于对gstack输出结果净化并排重。程序读入gstack结果文件（如：tmp_gstack_1353.txt），一行一行地读入并累加到一个字符串变量中，遇到Thread行则停止累加，并将该字符串作为KEY添加到一个HASH桶中，因为HASH KEY天然不会重复，利用这个特点进行排重；遇到Thread行后，清空该字符串变量，重新开始累加；依次往复，直到读完整个文件。程序基本流程如下，具体源代码请见本文附录。

 

 

如下给出gstack_data_format.js的运行效果。该gstack结果文件为1186行，采集到237个函数栈，进行净化、排重后，得到2个唯一不同的函数调用栈。