大約一年前，我接觸了 Java 中的 Btrace 可以不停機查看線上 JVM 運行狀況的特性讓我豔羨不已。 另外還有強悍的 jStack 和 jConsole 來進行運行期偵測，JVM 的工業級強度果真不是蓋的。python
當時公司技術方面也遇到了一些瓶頸，一部分緣由是 CPython 自己的 IO 模型問題， 另外一方面也和早期代碼寫的極不工整脫不了關係。萬般無奈之下，咱們用 Jython 推翻重作了主要業務，效果立竿見影，但同時也把真實問題給規避掉了。web
在這以後咱們在 JVM 的領導下，走上了康莊大道。但我心中始終還有一個梗， 就是想對性能遇到瓶頸的 Python Process 進行線上偵測。 這篇文章就是開始的第一步。session
PS:這篇文章理論上是可行的，可是在我機器（Ubuntu 12.04 / 系統自帶 Python） 沒法正常執行，會爆出 unable to read python frame information 的問題。解決方法我會在下篇文章中寫出。這裏只是單純翻譯一下原文。app
原文能夠移步 https://wiki.python.org/moin/DebuggingWithGdb。python2.7
有一些類型的 bugs 很難使用 Python 直接進行 debug，好比socket
- 段錯誤（沒法被捕捉的 Python 異常）
- 卡住的進程（這種狀況下面無法使用
pdb來進行跟蹤） - 控制以外的後臺處理 daemon 進程
這些狀況下，你可使用嘗試使用 gdb。svn
準備
須要在系統安裝 gdb 和 Python debug 擴展。 Python debug 擴展包含了一些 debug 命令，而且添加了一些 Python 特定的命令到 gdb。 在主流的 Linux 發行版中，你能夠輕鬆的安裝他們：性能
Fedora:google
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sudo yum install gdb python-debuginfo |
Ubunt:spa
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sudo apt-get install gdb python2.7-dbg |
在一些老系統上面，也同樣可使用 gdb，具體看文章末尾。
使用 GDB
有兩種可行的方法：
- 一開始就使用
gdb來啓動應用 - 鏈接到一個已經運行的 Python 進程
在 gdb 下面啓動 Python 一樣有兩種方式：
交互式：
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$ gdb python ... (gdb) run <programname>.py <arguments> |
自動：
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$ gdb -ex r --args python <programname>.py <arguments> |
這樣的話，它會一直運行直到退出、段錯誤、或者人爲的中止（使用 Ctrl+C）。
若是進程已經開始運行，你能夠經過 PID 來接入它：
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$ gdb python <pid of running process> |
調試進程
若是你的程序段錯誤了， gdb 會自動暫停程序，這樣你能夠切換到 gdb 命令行來檢查狀態。你也能夠人爲地使用 Ctrl+C 來暫停程序運行。
查看 EasierPythonDebugging 得到 gdb 裏面的 Python 命令列表。
查看 C 調用棧
若是你在 debug 段錯誤，你最想作的可能就是查看 C 調用棧。
在 gdb 的命令行裏面，只要運行一下命令：
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(gdb) bt #0 0x0000002a95b3b705 in raise () from /lib/libc.so.6 #1 0x0000002a95b3ce8e in abort () from /lib/libc.so.6 #2 0x00000000004c164f in posix_abort (self=0x0, noargs=0x0) at ../Modules/posixmodule.c:7158 #3 0x0000000000489fac in call_function (pp_stack=0x7fbffff110, oparg=0) at ../Python/ceval.c:3531 #4 0x0000000000485fc2 in PyEval_EvalFrame (f=0x66ccd8) at ../Python/ceval.c:2163 ... |
運氣好的話，你能夠直接看到問題出如今什麼地方。若是它提供的信息不能直接幫你解決問題， 你能夠嘗試繼續追蹤調用棧。 調式的結果取決於 debug 信息的有效程度。
查看 Python 調用棧
若是你安裝了 Python 擴展，你可使用
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(gdb) py-bt |
能夠獲取熟悉的 Python 源代碼。
對掛住的進程開刀
若是一個進程看上去掛住了，他可能在等待什麼東西（好比鎖、IO 等等）。 也有可能在拼命的跑循環。鏈接上這個進程，而後檢查調用棧也許能夠幫上忙。
若是進程在瘋狂循環，你能夠先讓它運行一會，使用 cont 命令， 而後使用 Ctrl+C 來暫停，而且打印出調用棧。
若是一些線程卡住了，下面的命令可能會幫上忙：
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(gdb) info threads Id Target Id Frame 37 Thread 0xa29feb40 (LWP 17914) "NotificationThr" 0xb7fdd424 in __kernel_vsyscall () 36 Thread 0xa03fcb40 (LWP 17913) "python2.7" 0xb7fdd424 in __kernel_vsyscall () 35 Thread 0xa0bfdb40 (LWP 17911) "QProcessManager" 0xb7fdd424 in __kernel_vsyscall () 34 Thread 0xa13feb40 (LWP 17910) "python2.7" 0xb7fdd424 in __kernel_vsyscall () 33 Thread 0xa1bffb40 (LWP 17909) "python2.7" 0xb7fdd424 in __kernel_vsyscall () 31 Thread 0xa31ffb40 (LWP 17907) "QFileInfoGather" 0xb7fdd424 in __kernel_vsyscall () 30 Thread 0xa3fdfb40 (LWP 17906) "QInotifyFileSys" 0xb7fdd424 in __kernel_vsyscall () 29 Thread 0xa481cb40 (LWP 17905) "QFileInfoGather" 0xb7fdd424 in __kernel_vsyscall () 7 Thread 0xa508db40 (LWP 17883) "QThread" 0xb7fdd424 in __kernel_vsyscall () 6 Thread 0xa5cebb40 (LWP 17882) "python2.7" 0xb7fdd424 in __kernel_vsyscall () 5 Thread 0xa660cb40 (LWP 17881) "python2.7" 0xb7fdd424 in __kernel_vsyscall () 3 Thread 0xabdffb40 (LWP 17876) "gdbus" 0xb7fdd424 in __kernel_vsyscall () 2 Thread 0xac7b7b40 (LWP 17875) "dconf worker" 0xb7fdd424 in __kernel_vsyscall () * 1 Thread 0xb7d876c0 (LWP 17863) "python2.7" 0xb7fdd424 in __kernel_vsyscall () |
當前運行的線程被標記爲 *，要查看 Python 代碼運行到哪裏，使用 py-list 查看：
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(gdb) py-list 2025 # Open external files with our Mac app 2026 if sys.platform == "darwin" and 'Spyder.app' in __file__: 2027 main.connect(app, SIGNAL('open_external_file(QString)'), 2028 lambda fname: main.open_external_file(fname)) 2029 >2030 app.exec_() 2031 return main 2032 2033 2034 def __remove_temp_session(): 2035 if osp.isfile(TEMP_SESSION_PATH): |
查看全部進程的 Python 代碼位置，可使用：
「` (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 …
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## 引用 ## * [http://fedoraproject.org/wiki/Features/EasierPythonDebugging](http://fedoraproject.org/wiki/Features/EasierPythonDebugging) * [https://code.google.com/p/spyderlib/wiki/HowToDebugDeadlock](https://code.google.com/p/spyderlib/wiki/HowToDebugDeadlock) ## 老系統上的 GDB ## 有時候你須要在老系統上面安裝 `gdb`，這時候你可能須要下列信息： ### GDB Macros ### 一些隨着 Python 發佈的 GDB 腳本能夠用來調試 Python 進程。 你能夠把 Python 源碼裏面的 `Misc/gdbinit` 拷貝到 `~/.gdbinit`， 或者從 [Subversion](http://svn.python.org/view/python/branches/release27-maint/Misc/gdbinit?view=log) 來拷貝他們。請注意你的 Python，確保使用正確的代碼版本，不然有些功能可能沒法工做。 請注意有些新的 GDB 命令只有在 debug 須要的庫存在才能正常工做。 這個腳本在 Ubuntu 上面的 gcc 4.5.2 工做時，會爆出錯誤 `No symbol "co" in current context.`，是由於 `call_function` 在 [PyEval_EvalFrameEx](https://wiki.python.org/moin/EvalFrameEx) 和 [PyEval_EvalCodeEx](https://wiki.python.org/moin/EvalCodeEx) 之間。 從新使用 `make "CFLAGS=-g -fno-inline -fno-strict-aliasing"` 編譯 Python 能夠解決這個問題。 ### 使用 Python Stack Traces GDB 腳本 ## 在 gdb 命令行裏，能夠這樣查看 Python stack trace: |
(gdb) pystack
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一樣的，能夠獲取一列 stack frame 的 Python 變量： |
(gdb) pystackv 「`
更多 gdbinit 裏面沒定義的有用的腳本能夠在這裏找到：
http://web.archive.org/web/20070915134837/http://www.mashebali.com/?Python_GDB_macros:The_Macros