目錄

8.1。概觀

8.1.1。多線程編程范例8.1.2。POSIX線程編程模型8.1.3。多線程編程問(wèn)題8.1.4。數(shù)據(jù)競(jìng)賽檢測(cè)

8.2。使用DRD

8.2.1。DRD命令行選項(xiàng)8.2.2。檢測(cè)到的錯(cuò)誤：數(shù)據(jù)競(jìng)賽8.2.3。檢測(cè)到的錯(cuò)誤：鎖定爭(zhēng)用8.2.4。檢測(cè)到的錯(cuò)誤：濫用POSIX線程API8.2.5。客戶端請(qǐng)求8.2.6。調(diào)試C ++ 11程序8.2.7。調(diào)試GNOME程序8.2.8。調(diào)試Boost.Thread程序8.2.9。調(diào)試OpenMP程序8.2.10。DRD和自定義內(nèi)存分配器8.2.11。DRD與Memcheck8.2.12。資源要求8.2.13。有效使用DRD的提示和提示

8.3。有效地使用POSIX線程API

8.3.1。互斥類型8.3.2。條件變量8.3.3。pthread_cond_timedwait和超時(shí)

8.4。限制8.5。反饋

要使用此工具，必須--tool=drd?在Valgrind命令行上指定?。

8.1。概觀

DRD是用于檢測(cè)多線程C和C ++程序中的錯(cuò)誤的Valgrind工具。該工具適用于使用POSIX線程原語(yǔ)的任何程序，或者使用構(gòu)建在POSIX線程圖元之上的線程概念。

8.1.1。多線程編程范例

在程序中使用多線程有兩個(gè)可能的原因：

• 模擬并發(fā)活動(dòng)。與單個(gè)線程中多個(gè)活動(dòng)的狀態(tài)復(fù)用相比，將一個(gè)線程分配給每個(gè)活動(dòng)可以是一個(gè)很好的簡(jiǎn)化。這就是為什么大多數(shù)服務(wù)器軟件和嵌入式軟件都是多線程的。

• 同時(shí)使用多個(gè)CPU內(nèi)核來(lái)加速計(jì)算。這就是為什么許多高性能計(jì)算（HPC）應(yīng)用程序是多線程的。

多線程程序可以使用以下一個(gè)或多個(gè)編程范例。哪個(gè)范例適合取決于應(yīng)用程序類型。多線程編程范例的一些例子是：

• 鎖定。通過(guò)線程共享的數(shù)據(jù)可以通過(guò)鎖定進(jìn)行并發(fā)訪問(wèn)。例如POSIX線程庫(kù)，Qt庫(kù)和Boost.Thread庫(kù)直接支持該范例。

• 消息傳遞。線程之間沒有共享數(shù)據(jù)，但線程通過(guò)相互傳遞消息來(lái)交換數(shù)據(jù)。消息傳遞范例的實(shí)現(xiàn)示例是MPI和CORBA。

• 自動(dòng)并行化?編譯器將順序程序轉(zhuǎn)換為多線程程序。原始程序可能包含也可能不包含并行化提示。這種并行化提示的一個(gè)例子是OpenMP標(biāo)準(zhǔn)。在本標(biāo)準(zhǔn)中，定義了一組指令，告訴編譯器如何并行化C，C ++或Fortran程序。OpenMP非常適合于計(jì)算密集型應(yīng)用。例如，開源圖像處理軟件包正在使用OpenMP來(lái)最大化具有多個(gè)CPU內(nèi)核的系統(tǒng)的性能。GCC支持4.2.0版的OpenMP標(biāo)準(zhǔn)。

• 軟件事務(wù)內(nèi)存（STM）。通過(guò)事務(wù)更新線程之間共享的任何數(shù)據(jù)。每個(gè)交易之后，驗(yàn)證是否存在任何沖突的交易。如果存在沖突，則該事務(wù)被中止，否則就被提交。這是一種所謂的樂(lè)觀態(tài)度。有一個(gè)支持STM的Intel C ++編譯器的原型。關(guān)于向海灣合作委員會(huì)增加STM支持的研究正在進(jìn)行之中。

只要這些范例的實(shí)現(xiàn)基于POSIX線程圖元，DRD就支持多線程編程范例的任何組合。然而，DRD不支持直接使用例如Linux'futexes的程序。嘗試用DRD分析這些程序?qū)?dǎo)致DRD報(bào)告許多假陽(yáng)性。

8.1.2。POSIX線程編程模型

POSIX線程，也稱為Pthreads，是Unix系統(tǒng)上最廣泛使用的線程庫(kù)。

POSIX線程編程模型基于以下抽象：

• 共享地址空間。在同一進(jìn)程內(nèi)運(yùn)行的所有線程共享相同的地址空間。所有數(shù)據(jù)（無(wú)論是否共享）都由其地址標(biāo)識(shí)。

• 定期加載和存儲(chǔ)操作，允許從同一進(jìn)程中運(yùn)行的所有線程共享的內(nèi)存讀取值或向其寫入值。

• 原子存儲(chǔ)和加載修改存儲(chǔ)操作。雖然這些在POSIX線程標(biāo)準(zhǔn)中沒有提及，但大多數(shù)微處理器都支持原子內(nèi)存操作。

• 線程。每個(gè)線程表示并發(fā)活動(dòng)。

• 同步對(duì)象和這些同步對(duì)象的操作。在POSIX線程標(biāo)準(zhǔn)中定義了以下類型的同步對(duì)象：互斥體，條件變量，信號(hào)量，讀寫器同步對(duì)象，障礙和自旋鎖。

哪些源代碼語(yǔ)句生成哪些內(nèi)存訪問(wèn)取決于正在使用的編程語(yǔ)言的內(nèi)存模型。C和C ++語(yǔ)言還沒有一個(gè)確定的內(nèi)存模型。對(duì)于內(nèi)存模型草案，另見文檔?WG21 / N2338：并發(fā)內(nèi)存模型編譯器的后果。

有關(guān)POSIX線程的更多信息，另請(qǐng)參閱單一UNIX規(guī)范版本3，也稱為?IEEE Std 1003.1。

8.1.3。多線程編程問(wèn)題

根據(jù)程序中使用的多線程范例，可能會(huì)出現(xiàn)以下一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題：

• 數(shù)據(jù)競(jìng)賽?一個(gè)或多個(gè)線程訪問(wèn)相同的內(nèi)存位置，而沒有足夠的鎖定。大多數(shù)但不是所有的數(shù)據(jù)競(jìng)賽都是編程錯(cuò)誤，并且是微妙和難以發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤的原因。

• 鎖定爭(zhēng)用?一個(gè)線程通過(guò)持有鎖太長(zhǎng)來(lái)阻止一個(gè)或多個(gè)其他線程的進(jìn)度。

• 不正確的使用POSIX線程API。POSIX線程API的大多數(shù)實(shí)現(xiàn)已針對(duì)運(yùn)行速度進(jìn)行了優(yōu)化。這樣的實(shí)現(xiàn)不會(huì)對(duì)某些錯(cuò)誤抱怨，例如當(dāng)互斥體被另一個(gè)線程解鎖時(shí)，而不是獲得互斥鎖上的鎖的線程。

• 僵局。當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)線程無(wú)限期地等待彼此時(shí)，會(huì)發(fā)生死鎖。

• 虛假分享?如果在不同處理器核心上運(yùn)行的線程經(jīng)常訪問(wèn)位于同一高速緩存行中的不同變量，那么由于高速緩存線的頻繁交換，這將減慢涉及的線程。

盡管數(shù)據(jù)競(jìng)賽發(fā)生的可能性可以通過(guò)有紀(jì)律的編程風(fēng)格來(lái)降低，但是在開發(fā)多線程軟件時(shí)，必須使用自動(dòng)檢測(cè)數(shù)據(jù)競(jìng)賽的工具。DRD可以檢測(cè)這些，以及鎖定爭(zhēng)用和不正確使用POSIX線程API。

8.1.4。數(shù)據(jù)競(jìng)賽檢測(cè)

由多線程程序執(zhí)行的加載和存儲(chǔ)操作的結(jié)果取決于執(zhí)行內(nèi)存操作的順序。此訂單由以下決定：

由同一線程執(zhí)行的所有存儲(chǔ)器操作都按?程序順序執(zhí)行，即由程序源代碼確定的順序和先前加載操作的結(jié)果。

同步操作確定由不同線程執(zhí)行的存儲(chǔ)器操作的某些排序約束。這些排序約束稱為同步順序。

程序順序和同步順序的組合稱為?發(fā)生之前的關(guān)系。這一概念首先由S.Adve等人在“?檢測(cè)弱記憶體系數(shù)據(jù)競(jìng)賽”（ACM SIGARCH Computer Architecture News，v.19 n.3，p.234-243，1991年5月）中定義。

如果兩個(gè)操作都是由不同的線程執(zhí)行的，則?兩個(gè)內(nèi)存操作沖突，指的是相同的內(nèi)存位置，其中至少有一個(gè)是存儲(chǔ)操作。

如果所有沖突的存儲(chǔ)器訪問(wèn)是通過(guò)同步操作排序的，則多?線程程序是數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)的。

確保多線程程序無(wú)數(shù)據(jù)資源的眾所周知的方法是確保遵守鎖定規(guī)則。例如，可以將互斥體與每個(gè)共享數(shù)據(jù)項(xiàng)相關(guān)聯(lián)，并且在訪問(wèn)共享數(shù)據(jù)時(shí)對(duì)相關(guān)聯(lián)的互斥體進(jìn)行鎖定。

遵循鎖定規(guī)則的所有程序都是數(shù)據(jù)競(jìng)賽的，但并不是所有無(wú)數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)的程序都遵循鎖定規(guī)則。存在多線程程序，其中通過(guò)條件變量，信號(hào)量或障礙來(lái)對(duì)共享數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)。作為一個(gè)例子，一類HPC應(yīng)用程序由一系列計(jì)算步驟組成，這些步驟在時(shí)間上由障礙隔開，而這些障礙是唯一的同步手段。盡管在這些應(yīng)用程序中存在許多沖突的存儲(chǔ)器訪問(wèn)，盡管這樣的應(yīng)用程序不能使用互斥體，但是這些應(yīng)用程序大多數(shù)不包含數(shù)據(jù)種族。

在運(yùn)行時(shí)驗(yàn)證多線程程序的正確性存在兩種不同的方法。所謂的擦除算法的方法是驗(yàn)證所有共享存儲(chǔ)器訪問(wèn)是否遵循一致的鎖定策略。并且發(fā)生之前的數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)檢測(cè)器直接驗(yàn)證所有的連接間存儲(chǔ)器訪問(wèn)是否通過(guò)同步操作排序。雖然最后一種方法實(shí)現(xiàn)起來(lái)更加復(fù)雜，雖然它對(duì)OS調(diào)度更加敏感，但它是一種通用的方法，適用于所有類的多線程程序。發(fā)生在數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)檢測(cè)器之前的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是這些不報(bào)告任何誤報(bào)。

DRD是基于之前的算法。

8.2。使用DRD

8.2.1。DRD命令行選項(xiàng)

以下命令行選項(xiàng)可用于控制DRD工具本身的行為：

--check-stack-var=<yes|no> [default: no]

控制DRD是否檢測(cè)堆棧變量上的數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)。默認(rèn)情況下禁用驗(yàn)證堆棧變量，因?yàn)榇蠖鄶?shù)程序不會(huì)通過(guò)線程共享堆棧變量。

--exclusive-threshold=<n> [default: off]

如果任何互斥鎖或?qū)懣ㄆ麈i定的時(shí)間長(zhǎng)于指定的時(shí)間（毫秒），則打印錯(cuò)誤消息。此選項(xiàng)可以檢測(cè)鎖爭(zhēng)用。

--join-list-vol=<n> [default: 10]

如果內(nèi)存訪問(wèn)信息在線程加入后立即被丟棄，則可能會(huì)錯(cuò)過(guò)在一個(gè)線程的結(jié)尾處的語(yǔ)句和另一個(gè)線程之間發(fā)生的數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)。此選項(xiàng)允許指定應(yīng)保留多少連接的線程內(nèi)存訪問(wèn)信息。

--first-race-only=<yes|no> [default: no]

是否僅報(bào)告在內(nèi)存位置檢測(cè)到的第一個(gè)數(shù)據(jù)競(jìng)賽或在內(nèi)存位置檢測(cè)到的所有數(shù)據(jù)競(jìng)賽。

--free-is-write=<yes|no> [default: no]

是否報(bào)告訪問(wèn)內(nèi)存和釋放內(nèi)存之間的比賽。啟用此選項(xiàng)可能會(huì)導(dǎo)致DRD運(yùn)行速度稍慢。筆記：

• 使用自定義內(nèi)存分配器時(shí)，請(qǐng)勿啟用此選項(xiàng)VG_USERREQ__MALLOCLIKE_BLOCK?，VG_USERREQ__FREELIKE_BLOCK?因?yàn)闀?huì)導(dǎo)致誤報(bào)。

• 使用引用計(jì)數(shù)的對(duì)象時(shí)，不要啟用該選項(xiàng)，因?yàn)檫@將導(dǎo)致誤報(bào)，即使該代碼已與正確注釋?ANNOTATE_HAPPENS_BEFORE?和ANNOTATE_HAPPENS_AFTER。有關(guān)示例，請(qǐng)參見以下命令的輸出：?valgrind --tool=drd --free-is-write=yes drd/tests/annotate_smart_pointer。

--report-signal-unlocked=<yes|no> [default: yes]

是否在信號(hào)發(fā)送時(shí)通過(guò)或?未被鎖定來(lái)報(bào)告與該信號(hào)相關(guān)聯(lián)的互斥體的呼叫?pthread_cond_signal和?pthread_cond_broadcast在哪里?。發(fā)送一個(gè)信號(hào)而不用鎖定相關(guān)的互斥體是常見的編程錯(cuò)誤，可能導(dǎo)致微妙的競(jìng)爭(zhēng)條件和不可預(yù)知的行為。存在一些不尋常的同步模式，但是可以安全地發(fā)送信號(hào)而不對(duì)相關(guān)聯(lián)的互斥鎖進(jìn)行鎖定。?pthread_cond_waitpthread_cond_timed_wait

--segment-merging=<yes|no> [default: yes]

控制段合并。段合并是一種限制數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)檢測(cè)算法的內(nèi)存使用的算法。禁用段合并可能提高競(jìng)賽報(bào)告中顯示的所謂“其他段”的準(zhǔn)確性，但也可能會(huì)觸發(fā)內(nèi)存不足錯(cuò)誤。

--segment-merging-interval=<n> [default: 10]

僅在創(chuàng)建指定數(shù)量的新細(xì)分后才執(zhí)行細(xì)分合并。這是一個(gè)高級(jí)配置選項(xiàng)，可以選擇是否通過(guò)選擇較低的值來(lái)最小化DRD的內(nèi)存使用率，或者通過(guò)選擇略高的值來(lái)讓DRD運(yùn)行得更快。該參數(shù)的最佳值取決于正在分析的程序。默認(rèn)值適用于大多數(shù)程序。

--shared-threshold=<n> [default: off]

如果讀卡器鎖定時(shí)間超過(guò)指定時(shí)間（以毫秒為單位），則打印錯(cuò)誤消息。此選項(xiàng)可以檢測(cè)鎖爭(zhēng)用。

--show-confl-seg=<yes|no> [default: yes]

在比賽報(bào)告中顯示相互沖突的細(xì)分。由于此信息可以幫助您找到數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)的原因，默認(rèn)情況下會(huì)啟用此選項(xiàng)。禁用此選項(xiàng)可使DRD的輸出更加緊湊。

--show-stack-usage=<yes|no> [default: no]

在線程退出時(shí)打印堆棧使用情況。當(dāng)程序創(chuàng)建大量線程時(shí)，限制為線程堆棧分配的虛擬內(nèi)存量變得非常重要。該選項(xiàng)使得可以觀察到客戶端程序的每個(gè)線程已經(jīng)使用了多少堆棧內(nèi)存。注意：DRD工具本身在客戶端線程堆棧上分配一些臨時(shí)數(shù)據(jù)。這個(gè)臨時(shí)數(shù)據(jù)所需的空間必須由客戶端程序分配堆棧內(nèi)存，但不包括在DRD報(bào)告的堆棧使用中。

--ignore-thread-creation=<yes|no> [default: no]

控制線程創(chuàng)建過(guò)程中是否應(yīng)忽略所有活動(dòng)。默認(rèn)情況下僅在Solaris上啟用。Solaris提供了比其他操作系統(tǒng)更高的吞吐量，并行性和可擴(kuò)展性，代價(jià)是更細(xì)粒度的鎖定活動(dòng)。這意味著例如，當(dāng)在glibc下創(chuàng)建一個(gè)線程時(shí)，所有線程設(shè)置只使用一個(gè)大鎖。Solaris libc使用幾個(gè)細(xì)粒度的鎖，并且創(chuàng)建者線程盡快恢復(fù)其活動(dòng)，例如堆棧和TLS設(shè)置順序到創(chuàng)建的線程。這種情況混淆了DRD，因?yàn)樗俣ㄔ趧?chuàng)建者和創(chuàng)建的線程之間存在一些錯(cuò)誤的順序;?因此，不會(huì)報(bào)告申請(qǐng)中的許多類型的種族條件。?yes為了防止這種錯(cuò)誤排序， 在Solaris上默認(rèn)情況下將此命令行選項(xiàng)設(shè)置為。所有活動(dòng)（加載，存儲(chǔ)，客戶端請(qǐng)求）因此在以下期間被忽略：

• pthread_create（）在創(chuàng)建者線程中調(diào)用

• 線程創(chuàng)建階段（堆棧和TLS設(shè)置）在創(chuàng)建的線程中

以下選項(xiàng)可用于監(jiān)視客戶端程序的行為：

--trace-addr=<address> [default: none]

跟蹤指定地址的所有加載和存儲(chǔ)活動(dòng)。此選項(xiàng)可以被指定多次。

--ptrace-addr=<address> [default: none]

跟蹤指定地址的所有加載和存儲(chǔ)活動(dòng)，并保持這樣做，即使在該地址的內(nèi)存已被釋放并重新分配。

--trace-alloc=<yes|no> [default: no]

跟蹤所有內(nèi)存分配和釋放。可能產(chǎn)生大量的產(chǎn)量。

--trace-barrier=<yes|no> [default: no]

跟蹤所有障礙活動(dòng)。

--trace-cond=<yes|no> [default: no]

跟蹤所有條件變量活動(dòng)。

--trace-fork-join=<yes|no> [default: no]

跟蹤所有線程創(chuàng)建和所有線程終止事件。

--trace-hb=<yes|no> [default: no]

跟蹤的執(zhí)行ANNOTATE_HAPPENS_BEFORE()，?ANNOTATE_HAPPENS_AFTER()以及?ANNOTATE_HAPPENS_DONE()客戶端請(qǐng)求。

--trace-mutex=<yes|no> [default: no]

跟蹤所有互斥體活動(dòng)。

--trace-rwlock=<yes|no> [default: no]

跟蹤所有讀寫器鎖定活動(dòng)。

--trace-semaphore=<yes|no> [default: no]

跟蹤所有信號(hào)量活動(dòng)。

8.2.2。檢測(cè)到的錯(cuò)誤：數(shù)據(jù)競(jìng)賽

每次檢測(cè)到數(shù)據(jù)競(jìng)賽時(shí)，DRD會(huì)打印一條消息。在解釋DRD的輸出時(shí)，請(qǐng)記住以下幾點(diǎn)：

• 每個(gè)線程由DRD工具分配一個(gè)線程ID。線程ID是一個(gè)數(shù)字。線程ID從一開始就永遠(yuǎn)不會(huì)被回收。

• 術(shù)語(yǔ)段是指連續(xù)的負(fù)載，存儲(chǔ)和同步操作序列，全部由同一個(gè)線程發(fā)出。段始終在同步操作中開始和結(jié)束。由于性能原因，在段之間進(jìn)行數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)分析，而不是在單獨(dú)的負(fù)載和存儲(chǔ)操作之間進(jìn)行。

• 在數(shù)據(jù)競(jìng)賽中總是至少有兩個(gè)內(nèi)存訪問(wèn)。涉及數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)的內(nèi)存訪問(wèn)稱為?沖突存儲(chǔ)器訪問(wèn)。DRD打印一份與過(guò)去內(nèi)存訪問(wèn)沖突的每個(gè)內(nèi)存訪問(wèn)的報(bào)告。

下面您可以找到DRD在檢測(cè)到數(shù)據(jù)競(jìng)賽時(shí)打印的消息的示例：

$ valgrind --tool = drd --read-var-info = yes drd / tests / rwlock_race ... == 9466 ==主題3： == 9466 ==線程3在0x006020b8大小的沖突負(fù)載4 == 9466 ==在0x400B6C：thread_func（rwlock_race.c：29） == 9466 == by 0x4C291DF：vg_thread_wrapper（drd_pthread_intercepts.c：186） == 9466 == by 0x4E3403F：start_thread（in /lib64/libpthread-2.8.so） == 9466 == by 0x53250CC：clone（in /lib64/libc-2.8.so） == 9466 ==位置0x6020b8是本地var“s_racy”內(nèi)的0個(gè)字節(jié) == 9466 ==在rwlock_race.c中聲明：18，在線程3的框架＃0中 == 9466 ==其他段啟動(dòng)（線程2） == 9466 == at 0x4C2847D：pthread_rwlock_rdlock *（drd_pthread_intercepts.c：813） == 9466 == by 0x400B6B：thread_func（rwlock_race.c：28） == 9466 == by 0x4C291DF：vg_thread_wrapper（drd_pthread_intercepts.c：186） == 9466 == by 0x4E3403F：start_thread（in /lib64/libpthread-2.8.so） == 9466 == by 0x53250CC：clone（in /lib64/libc-2.8.so） == 9466 ==其他段末（線程2） == 9466 == at 0x4C28B54：pthread_rwlock_unlock *（drd_pthread_intercepts.c：912） == 9466 == by 0x400B84：thread_func（rwlock_race.c：30） == 9466 == by 0x4C291DF：vg_thread_wrapper（drd_pthread_intercepts.c：186） == 9466 == by 0x4E3403F：start_thread（in /lib64/libpthread-2.8.so） == 9466 == by 0x53250CC：clone（in /lib64/libc-2.8.so） ...

上述報(bào)告具有以下含義：

• 左側(cè)列中的數(shù)字是由DRD分析的進(jìn)程的進(jìn)程ID。

• 第一行（“線程3”）告訴您線程的線程ID，在哪個(gè)上下文中檢測(cè)到數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)。

• 下一行告訴執(zhí)行哪種操作（加載或存儲(chǔ)）以及哪個(gè)線程。同一行也顯示沖突訪問(wèn)中涉及的起始地址和字節(jié)數(shù)。

• 接下來(lái)，顯示沖突訪問(wèn)的調(diào)用堆棧。如果您的程序已使用調(diào)試信息（-g）進(jìn)行編譯，則此調(diào)用堆棧將包含文件名和行號(hào)。此調(diào)用堆棧（clone?和start_thread）中的兩個(gè)最底層框架顯示了NPTL如何啟動(dòng)一個(gè)線程。第三幀（vg_thread_wrapper）由DRD添加。第四幀（thread_func）是第一個(gè)有趣的行，因?yàn)樗@示了線程入口點(diǎn)，即作為第三個(gè)參數(shù)傳遞的函數(shù)?pthread_create。

• 接下來(lái)，顯示沖突地址的分配上下文。對(duì)于動(dòng)態(tài)分配的數(shù)據(jù)，顯示分配調(diào)用堆棧。對(duì)于靜態(tài)變量和堆棧變量，只有在指定了該選項(xiàng)時(shí)才會(huì)顯示分配上下文?--read-var-info=yes。否則DRD將打印Allocation context: unknown。

• 沖突訪問(wèn)涉及至少兩個(gè)內(nèi)存訪問(wèn)。對(duì)于這些訪問(wèn)之一，顯示精確的調(diào)用堆棧，并且對(duì)于其他訪問(wèn)，顯示近似調(diào)用堆棧，即其他訪問(wèn)段的開始和結(jié)束。該信息可以解釋如下：

• 從兩個(gè)調(diào)用堆棧的底部開始，并對(duì)具有相同功能名稱，文件名和行號(hào)的數(shù)量堆棧幀進(jìn)行計(jì)數(shù)。在上述例子中三個(gè)最下面的幀是相同的（clone，?start_thread和?vg_thread_wrapper）。

• 兩個(gè)調(diào)用堆棧中的下一個(gè)更高的堆棧幀現(xiàn)在告訴您在哪個(gè)源代碼區(qū)域中發(fā)生了其他內(nèi)存訪問(wèn)。上述輸出告訴數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)中涉及的其他內(nèi)存訪問(wèn)發(fā)生在文件中的源代碼行28和30之間?rwlock_race.c。

8.2.3。檢測(cè)到的錯(cuò)誤：鎖定爭(zhēng)用

線程必須能夠進(jìn)行而不被其他線程阻塞太久。有時(shí)，線程必須等到互斥體或讀寫器同步對(duì)象被另一個(gè)線程解鎖。這被稱為?鎖爭(zhēng)用。

鎖爭(zhēng)用導(dǎo)致延遲。這種拖延應(yīng)盡可能短。兩個(gè)命令行選項(xiàng)?--exclusive-threshold=<n>，并?--shared-threshold=<n>通過(guò)使DRD報(bào)告任何持續(xù)時(shí)間超過(guò)指定閾值的鎖，可以檢測(cè)到過(guò)多的鎖爭(zhēng)用。一個(gè)例子：

$ valgrind --tool = drd --exclusive-threshold = 10 drd / tests / hold_lock -i 500 ... == 10668 ==收購(gòu)于： == 10668 == at 0x4C267C8：pthread_mutex_lock（drd_pthread_intercepts.c：395） == 10668 == by 0x400D92：main（hold_lock.c：51） == 10668 ==鎖定互斥量0x7fefffd50在503 ms（閾值：10 ms）內(nèi)保持。 == 10668 == at 0x4C26ADA：pthread_mutex_unlock（drd_pthread_intercepts.c：441） == 10668 == 0x400DB5：main（hold_lock.c：55） ...

hold_lock只要由-i（interval）參數(shù)指定?，測(cè)試程序就會(huì)保存一個(gè)鎖。DRD輸出報(bào)告在源文件中在線路51獲取hold_lock.c并在線55釋放的鎖定在?503ms內(nèi)保持，而對(duì)DRD指定了10ms的閾值。

8.2.4。檢測(cè)到的錯(cuò)誤：濫用POSIX線程API

DRD能夠檢測(cè)并報(bào)告POSIX線程API的以下濫用情況：

• 將一種類型的同步對(duì)象（例如互斥體）的地址傳遞到期望具有指向另一類型同步對(duì)象（例如條件變量）的指針的POSIX API調(diào)用。

• 嘗試解鎖未鎖定的互斥體。

• 嘗試解鎖被另一個(gè)線程鎖定的互斥體。

• 嘗試PTHREAD_MUTEX_NORMAL遞歸地鎖定類型或螺旋鎖的互斥體?。

• 鎖定的互斥體的銷毀或釋放。

• 將信號(hào)發(fā)送到條件變量，而與條件變量相關(guān)聯(lián)的互斥體上沒有鎖定。

• 調(diào)用pthread_cond_wait未鎖定的互斥體，被另一個(gè)線程鎖定或遞歸鎖定的互斥體。

• 將兩個(gè)不同的互斥體與條件變量相關(guān)聯(lián)pthread_cond_wait。

• 正在等待的條件變量的銷毀或釋放。

• 鎖定的讀寫器同步對(duì)象的銷毀或釋放。

• 嘗試解鎖未被調(diào)用線程鎖定的讀寫器同步對(duì)象。

• 嘗試遞歸地鎖定讀寫器同步對(duì)象。

• 嘗試將用戶定義的讀寫器同步對(duì)象的地址傳遞給POSIX線程函數(shù)。

• 嘗試將POSIX讀寫器同步對(duì)象的地址傳遞給用戶定義的讀寫器同步對(duì)象的注釋之一。

• 互斥體，條件變量，讀寫器鎖定，信號(hào)量或屏障的重新初始化。

• 正在等待的信號(hào)燈或屏障的銷毀或釋放。

• 屏障等待和屏障破壞之間缺少同步。

• 退出一個(gè)線程，而不會(huì)首先解鎖該線程鎖定的自旋鎖，互斥鎖或讀寫器同步對(duì)象。

• 將無(wú)效的線程ID傳遞給pthread_join?或pthread_cancel。

8.2.5。客戶端請(qǐng)求

就像其他Valgrind工具一樣，有可能讓客戶端程序通過(guò)客戶端請(qǐng)求與DRD工具進(jìn)行交互。除了客戶端請(qǐng)求之外，還定義了一些允許以便利的方式使用客戶端請(qǐng)求的宏。

頭文件中定義了客戶端程序與DRD工具之間的接口<valgrind/drd.h>。可用的宏和客戶端請(qǐng)求是：

• 宏DRD_GET_VALGRIND_THREADID和相應(yīng)的客戶端請(qǐng)求VG_USERREQ__DRD_GET_VALGRIND_THREAD_ID。查詢由Valgrind核心分配給執(zhí)行此客戶端請(qǐng)求的線程的線程ID。Valgrind的線程ID從一個(gè)開始，如果線程停止則被回收。

• 宏DRD_GET_DRD_THREADID和相應(yīng)的客戶端請(qǐng)求VG_USERREQ__DRD_GET_DRD_THREAD_ID。查詢由DRD分配給執(zhí)行此客戶端請(qǐng)求的線程的線程ID。這些是DRD在數(shù)據(jù)競(jìng)賽報(bào)告和跟蹤消息中報(bào)告的線程ID。DRD的線程ID從一開始就永遠(yuǎn)不會(huì)被回收。

• 宏DRD_IGNORE_VAR(x)，?ANNOTATE_TRACE_MEMORY(&x)和相應(yīng)的客戶端請(qǐng)求VG_USERREQ__DRD_START_SUPPRESSION。一些應(yīng)用程序包含有意的種族。存在例如從兩個(gè)不同線程將共享變量分配給相同值的應(yīng)用程序。抑制這種種族可能比解決這些種族更為方便。該客戶端請(qǐng)求允許抑制這種種族。

• 宏DRD_STOP_IGNORING_VAR(x)和相應(yīng)的客戶端請(qǐng)求?VG_USERREQ__DRD_FINISH_SUPPRESSION。告訴DRD不再忽略通過(guò)宏DRD_IGNORE_VAR(x)或通過(guò)客戶端請(qǐng)求抑制的地址范圍的數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)VG_USERREQ__DRD_START_SUPPRESSION。

• 這個(gè)宏DRD_TRACE_VAR(x)。追蹤從起始&x和占用sizeof(x)字節(jié)開始的地址范圍的所有加載和存儲(chǔ)活動(dòng)。當(dāng)DRD在指定的變量上報(bào)告數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，并不立即清楚哪些源代碼語(yǔ)句觸發(fā)了沖突的訪問(wèn)，可能非常有助于跟蹤違規(guī)內(nèi)存位置上的所有活動(dòng)。

• 這個(gè)宏DRD_STOP_TRACING_VAR(x)。停止跟蹤地址范圍的加載和存儲(chǔ)活動(dòng)，&x并占用sizeof(x)?字節(jié)。

• 這個(gè)宏ANNOTATE_TRACE_MEMORY(&x)。跟蹤至少觸及地址單個(gè)字節(jié)的所有加載和存儲(chǔ)活動(dòng)&x。

• 客戶端請(qǐng)求VG_USERREQ__DRD_START_TRACE_ADDR，允許跟蹤指定地址范圍的所有加載和存儲(chǔ)活動(dòng)。

• 客戶端請(qǐng)求VG_USERREQ__DRD_STOP_TRACE_ADDR。不再跟蹤指定地址范圍的加載和存儲(chǔ)活動(dòng)。

• 宏ANNOTATE_HAPPENS_BEFORE(addr)告訴DRD插入一個(gè)標(biāo)記。在執(zhí)行對(duì)指定地址的變量的訪問(wèn)之后插入此宏。

• 該宏ANNOTATE_HAPPENS_AFTER(addr)告訴DRD，指定地址上的變量的下一次訪問(wèn)應(yīng)該被認(rèn)為是在ANNOTATE_HAPPENS_BEFORE(addr)引用同一變量的最新注釋之前的訪問(wèn)之后發(fā)生的?。這兩個(gè)宏的目的是告訴DRD通過(guò)原子內(nèi)存操作實(shí)現(xiàn)的線程間內(nèi)存訪問(wèn)順序。另見drd/tests/annotate_smart_pointer.cpp一個(gè)例子。

• 宏ANNOTATE_RWLOCK_CREATE(rwlock)告訴DRD地址rwlock上的對(duì)象是不是pthread_rwlock_t同步對(duì)象的讀寫器?同步對(duì)象。另見drd/tests/annotate_rwlock.c一個(gè)例子。

• 該宏ANNOTATE_RWLOCK_DESTROY(rwlock)告訴DRD地址處的讀寫器同步對(duì)象rwlock已被破壞。

• 宏ANNOTATE_WRITERLOCK_ACQUIRED(rwlock)告訴DRD已經(jīng)在地址處的讀寫器同步對(duì)象上獲取了寫入器鎖rwlock。

• 該宏ANNOTATE_READERLOCK_ACQUIRED(rwlock)告訴DRD已經(jīng)在地址處的讀寫器同步對(duì)象上獲取了讀取器鎖定rwlock。

• 宏ANNOTATE_RWLOCK_ACQUIRED(rwlock, is_w)?告訴DRD?在地址處的讀寫器同步對(duì)象上已經(jīng)獲取了寫入器鎖定（何時(shí)is_w != 0）或讀取器鎖定（何時(shí)is_w == 0）rwlock。

• 宏ANNOTATE_WRITERLOCK_RELEASED(rwlock)告訴DRD地址上的讀寫器同步對(duì)象已經(jīng)釋放了寫入器鎖rwlock。

• 該宏ANNOTATE_READERLOCK_RELEASED(rwlock)告訴DRD在地址處的讀寫器同步對(duì)象上已經(jīng)釋放了讀取器鎖定rwlock。

• 宏ANNOTATE_RWLOCK_RELEASED(rwlock, is_w)?告訴DRD寫入器鎖定（何時(shí)is_w != 0）或讀取器鎖定（何時(shí)is_w == 0）已在地址處的讀寫器同步對(duì)象上釋放rwlock。

• 該宏ANNOTATE_BARRIER_INIT(barrier, count, reinitialization_allowed)告訴DRD，地址處的一個(gè)新的屏障對(duì)象barrier已被初始化，該count線程參與每個(gè)屏障，以及是否將沒有中間破壞的屏障重新初始化作為錯(cuò)誤報(bào)告。另見drd/tests/annotate_barrier.c一個(gè)例子。

• 宏ANNOTATE_BARRIER_DESTROY(barrier)?告訴DRD屏障對(duì)象即將被銷毀。

• 該宏ANNOTATE_BARRIER_WAIT_BEFORE(barrier)?告訴DRD，等待屏障將開始。

• 宏ANNOTATE_BARRIER_WAIT_AFTER(barrier)?指示DRD等待屏障已經(jīng)完成。

• 宏ANNOTATE_BENIGN_RACE_SIZED(addr, size, descr)告訴DRD，在指定地址上檢測(cè)到的任何種族是良性的，因此不應(yīng)該報(bào)告。該descr參數(shù)被忽略，但可用于記錄為什么數(shù)據(jù)競(jìng)賽addr是良性的。

• 宏ANNOTATE_BENIGN_RACE_STATIC(var, descr)?告訴DRD，在指定的靜態(tài)變量上檢測(cè)到的任何種族都是良性的，因此不應(yīng)該報(bào)告。該descr?參數(shù)被忽略，但可用于記錄為什么數(shù)據(jù)競(jìng)賽var是良性的。注意：這個(gè)宏只能在C ++程序中使用，而不能在C程序中使用。

• 宏ANNOTATE_IGNORE_READS_BEGIN告訴DRD忽略當(dāng)前線程執(zhí)行的所有內(nèi)存加載。

• 宏ANNOTATE_IGNORE_READS_END告訴DRD停止忽略當(dāng)前線程執(zhí)行的內(nèi)存負(fù)載。

• 宏ANNOTATE_IGNORE_WRITES_BEGIN告訴DRD忽略當(dāng)前線程執(zhí)行的所有內(nèi)存存儲(chǔ)。

• 宏ANNOTATE_IGNORE_WRITES_END告訴DRD停止忽略當(dāng)前線程執(zhí)行的內(nèi)存存儲(chǔ)。

• 宏ANNOTATE_IGNORE_READS_AND_WRITES_BEGIN告訴DRD忽略當(dāng)前線程執(zhí)行的所有內(nèi)存訪問(wèn)。

• 宏ANNOTATE_IGNORE_READS_AND_WRITES_END告訴DRD停止忽略當(dāng)前線程執(zhí)行的內(nèi)存訪問(wèn)。

• 該宏ANNOTATE_NEW_MEMORY(addr, size)告訴DRD客戶端程序中的自定義內(nèi)存分配器分配了指定的內(nèi)存范圍，并且客戶端程序?qū)㈤_始使用此內(nèi)存范圍。

• 宏ANNOTATE_THREAD_NAME(name)告訴DRD將指定的名稱與當(dāng)前線程相關(guān)聯(lián)，并將此名稱包含在DRD打印的錯(cuò)誤消息中。

• 宏VALGRIND_MALLOCLIKE_BLOCK和?VALGRIND_FREELIKE_BLOCK從Valgrind核心實(shí)現(xiàn);?它們?cè)?客戶端請(qǐng)求機(jī)制中描述。

注意：如果您自己編譯Valgrind，則該命令?<valgrind/drd.h>將頭文件?安裝在目錄中。如果您通過(guò)將其安裝為一個(gè)包獲得Valgrind，那么您可能必須安裝另一個(gè)包含?Valgrind頭文件可用的名稱。?/usr/includemake installvalgrind-devel

8.2.6。調(diào)試C ++ 11程序

如果要使用C ++ 11類std :: thread，則需要執(zhí)行以下操作來(lái)注釋在該類的實(shí)現(xiàn)中使用的std :: shared_ptr <>對(duì)象：

• 在包含任何C ++頭文件之前，在公共頭的起始處或每個(gè)源文件的開始添加以下代碼：

  #include <valgrind / drd.h> #define _GLIBCXX_SYNCHRONIZATION_HAPPENS_BEFORE（addr）ANNOTATE_HAPPENS_BEFORE（addr） #define _GLIBCXX_SYNCHRONIZATION_HAPPENS_AFTER（addr）ANNOTATE_HAPPENS_AFTER（addr）

• 下載gcc源代碼，從源文件libstdc ++ - v3 / src / c ++ 11 / thread.cc將執(zhí)行?execute_native_thread_routine()?和std::thread::_M_start_thread()?函數(shù)復(fù)制到與應(yīng)用程序鏈接的源文件中。確保在此源文件中也可以正確定義_GLIBCXX_SYNCHRONIZATION_HAPPENS _ *（）宏。

有關(guān)更多信息，請(qǐng)參閱“GNU C ++庫(kù)手冊(cè)”，“調(diào)試支持”?（http://gcc.gnu.org/onlineocs/libstdc++/manual/debug.html）。

8.2.7。調(diào)試GNOME程序

GNOME應(yīng)用程序使用由提供的線程原語(yǔ)?glib和?gthread圖書館。這些庫(kù)構(gòu)建在POSIX線程之上，因此由DRD直接支持。請(qǐng)記住，g_thread_init在創(chuàng)建任何線程之前必須先調(diào)用?，否則DRD會(huì)報(bào)告glib函數(shù)上的幾個(gè)數(shù)據(jù)比賽。又見?GLib的參考手冊(cè)有關(guān)詳細(xì)信息?g_thread_init。

glib?圖書館?提供的許多設(shè)施之一是一個(gè)塊分配器，稱為g_slice。在使用DRD時(shí)，必須通過(guò)將以下內(nèi)容添加到shell環(huán)境變量來(lái)禁用此塊分配器：?G_SLICE=always-malloc。有關(guān)更多信息，請(qǐng)參閱GLib參考手冊(cè)。

8.2.8。調(diào)試Boost.Thread程序

Boost.Thread庫(kù)是跨平臺(tái)Boost庫(kù)附帶的線程庫(kù)。這個(gè)線程庫(kù)是即將推出的C ++ 0x線程庫(kù)的早期實(shí)現(xiàn)。

使用Boost.Thread庫(kù)的應(yīng)用程序在DRD下運(yùn)行良好。

有關(guān)Boost.Thread的更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)：

• Anthony Williams，Boost.Thread?Library Documentation，Boost website，2007。

• 安東尼·威廉姆斯，Boost Threads的新功能？，最新修改的Boost Thread庫(kù)，Dobbs博士，2008年10月。

8.2.9。調(diào)試OpenMP程序

OpenMP代表開放多重處理。OpenMP標(biāo)準(zhǔn)包括一組用于C，C ++和Fortran程序的編譯器指令，允許編譯器將順序程序轉(zhuǎn)換為并行程序。OpenMP非常適合HPC應(yīng)用程序，并允許在直接使用POSIX線程API的情況下在更高級(jí)別工作。雖然OpenMP確保POSIX API被正確使用，但OpenMP程序仍然可以包含數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)。因此，使用線程檢查工具驗(yàn)證OpenMP程序是絕對(duì)有意義的。

DRD支持GCC生成的OpenMP共享內(nèi)存程序。GCC自版本4.2.0起支持OpenMP。GCC對(duì)OpenMP程序的運(yùn)行時(shí)支持由一個(gè)名為“庫(kù)”的庫(kù)提供?libgomp。在該庫(kù)中實(shí)現(xiàn)的同步原語(yǔ)使用Linux'futex系統(tǒng)調(diào)用直接，除非該庫(kù)已配置該?--disable-linux-futex選項(xiàng)。DRD僅支持已使用此選項(xiàng)配置的libgomp庫(kù)，并且其中存在符號(hào)信息。對(duì)于大多數(shù)Linux發(fā)行版，這意味著您必須重新編譯GCC。有關(guān)drd/scripts/download-and-build-gcc如何編譯GCC的示例，請(qǐng)參閱Valgrind源代碼樹中的腳本?。libgomp.so當(dāng)OpenMP程序啟動(dòng)時(shí)，您還必須確保新編譯的?庫(kù)已加載。

導(dǎo)出LD_LIBRARY_PATH =?/ gcc-4.4.0 / lib64：?/ gcc-4.4.0 / lib：

例如，drd/tests/omp_matinv當(dāng)在命令行上指定了選項(xiàng)-r時(shí)，測(cè)試OpenMP測(cè)試程序會(huì)?觸發(fā)數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)。數(shù)據(jù)競(jìng)賽由以下代碼觸發(fā)：

#pragma omp parallel for private（j） for（j = 0; j <rows; j ++） {if（i！= j）{const elem_t factor = a [j * cols + i];for（k = 0; k <cols; k ++）{a [j * cols + k] - = a [i * cols + k] *因子;}} }

上面的代碼是racy，因?yàn)樽兞縦沒有被聲明為private。DRD將打印以下代碼的以下錯(cuò)誤消息：

$ valgrind --tool = drd --check-stack-var = yes --read-var-info = yes drd / tests / omp_matinv 3 -t 2 -r ... 線程1/1在0x7fefffbc4大小的沖突存儲(chǔ)4在0x4014A0：gj.omp_fn.0（omp_matinv.c：203）通過(guò)0x401211：gj（omp_matinv.c：159）by 0x40166A：invert_matrix（omp_matinv.c：238）通過(guò)0x4019B4：main（omp_matinv.c：316） 位置0x7fefffbc4是本地var“k”內(nèi)的0個(gè)字節(jié) 在omp_matinv.c中聲明：160，在線程1的幀＃0中 ...

在上述輸出中，函數(shù)名稱gj.omp_fn.0?由GCC從函數(shù)名生成?gj。分配上下文信息顯示數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)是由修改變量引起的k。

注意：對(duì)于4.4.0之前的GCC版本，不顯示分配上下文信息。使用這些GCC版本，上述輸出中最可用的信息是源文件名和檢測(cè)到數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)的行號(hào)（omp_matinv.c:203）。

有關(guān)OpenMP的更多信息，另請(qǐng)參閱?openmp.org。

8.2.10。DRD和自定義內(nèi)存分配器

DRD跟蹤通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)存分配和釋放功能發(fā)生的所有內(nèi)存分配事件（malloc，free，?new和delete），通過(guò)進(jìn)入和已經(jīng)標(biāo)注了Valgrind的內(nèi)存池的客戶端請(qǐng)求的堆棧幀或退出。DRD使用內(nèi)存分配和釋放信息用于兩個(gè)目的：

• 要知道尚未明確銷毀的POSIX對(duì)象的范圍結(jié)束。例如POSIX線程標(biāo)準(zhǔn)pthread_mutex_destroy在釋放互斥體對(duì)象所在的內(nèi)存之前不需要調(diào)用?。

• 要知道變量的范圍在哪里結(jié)束。如果一個(gè)線程使用了堆內(nèi)存，該線程將釋放該內(nèi)存，另一個(gè)線程分配并啟動(dòng)該內(nèi)存，則不得為該內(nèi)存報(bào)告數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)。

DRD的正確操作對(duì)工具知道內(nèi)存分配和釋放事件至關(guān)重要。當(dāng)分析與DRD客戶端程序，使用自定義的內(nèi)存分配器，無(wú)論是儀表自定義的內(nèi)存分配器與VALGRIND_MALLOCLIKE_BLOCK?和VALGRIND_FREELIKE_BLOCK宏或禁用定制的內(nèi)存分配器。

例如，GNU libstdc ++庫(kù)可以通過(guò)設(shè)置環(huán)境變量來(lái)配置為使用標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)存分配函數(shù)而不是內(nèi)存池?GLIBCXX_FORCE_NEW。有關(guān)更多信息，另請(qǐng)參閱libstdc ++手冊(cè)。

8.2.11。DRD與Memcheck

DRD的正確操作對(duì)于客戶機(jī)程序中沒有內(nèi)存錯(cuò)誤，如懸掛指針是至關(guān)重要的。這意味著在使用DRD進(jìn)行分析之前，確保您的程序是Memcheck-clean是一個(gè)好主意。然而，有些Memcheck報(bào)告可能是由數(shù)據(jù)競(jìng)賽造成的。在這種情況下，在Memcheck之前運(yùn)行DRD是有意義的。

那么應(yīng)該先運(yùn)行哪個(gè)工具？如果DRD和Memcheck都抱怨程序，可能的方法是在每次運(yùn)行每個(gè)工具之后交替運(yùn)行兩個(gè)工具并修復(fù)盡可能多的錯(cuò)誤，直到兩個(gè)工具都沒有打印任何更多的錯(cuò)誤消息。

8.2.12。資源要求

DRD對(duì)堆棧和堆棧內(nèi)存的要求以及客戶端程序執(zhí)行時(shí)間的影響如下：

• 在DRD下使用默認(rèn)DRD選項(xiàng)運(yùn)行程序時(shí)，與客戶端程序的本地運(yùn)行相比，需要1.1到3.6倍的內(nèi)存。如果加載了調(diào)試信息（--read-var-info=yes），則需要更多的內(nèi)存。

• DRD在客戶端程序線程的堆棧上分配一些臨時(shí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。此數(shù)據(jù)量限制在1 - 2 KB。確保線程堆棧足夠大。

• 大多數(shù)應(yīng)用程序在DRD下的運(yùn)行速度要比本機(jī)單線程運(yùn)行速度慢20到50倍。對(duì)于執(zhí)行頻繁互斥鎖定/解鎖操作的應(yīng)用程序，減速將最為顯著。

8.2.13。有效使用DRD的提示和提示

使用DRD時(shí)，以下信息可能會(huì)有所幫助：

• 確保調(diào)試信息存在于正在分析的可執(zhí)行文件中，以便DRD可以在堆棧跟蹤中打印功能名稱和行??號(hào)信息。大多數(shù)編譯器可以通過(guò)編譯器選項(xiàng)來(lái)提供調(diào)試信息?-g。

• 編譯選項(xiàng)-O1而不是?-O0。這將減少生成的代碼量，可能會(huì)減少調(diào)試信息的數(shù)量，并將加快DRD處理客戶端程序的速度。有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱入門指南。

• 如果DRD報(bào)告了作為L(zhǎng)inux發(fā)行版一部分的庫(kù)的任何錯(cuò)誤，例如，libc.so或者?libstdc++.so安裝這些庫(kù)的調(diào)試包將使DRD的輸出更加詳細(xì)。

• 當(dāng)使用C ++時(shí)，不要將輸出從多個(gè)線程發(fā)送到?std::cout。這樣做不僅可以生成多個(gè)數(shù)據(jù)競(jìng)賽報(bào)告，還可能導(dǎo)致多個(gè)線程的輸出混淆。使用?printf或執(zhí)行以下操作：

• 派生一個(gè)類std::ostreambuf?，讓該類逐行發(fā)送輸出?stdout。這將避免不同線程生成的各行文本混淆。

• std::ostream?為每個(gè)線程創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例。這使流格式設(shè)置線程本地。傳遞從每個(gè)實(shí)例的構(gòu)造函數(shù)派生的類的每個(gè)線程的std::ostreambuf實(shí)例。

• 讓每個(gè)線程將其輸出發(fā)送到自己的實(shí)例?std::ostream而不是?std::cout。

8.3。有效地使用POSIX線程API

8.3.1。互斥類型

單一UNIX規(guī)范版本二定義了以下四種互斥體類型（另請(qǐng)參見pthread_mutexattr_settype：文檔）：

• 正常，這意味著不執(zhí)行錯(cuò)誤檢查，并且互斥量是非遞歸的。

• 錯(cuò)誤檢查，這意味著互斥體是非遞歸的，并且執(zhí)行錯(cuò)誤檢查。

• 遞歸，這意味著互斥體可能被遞歸鎖定。

• 默認(rèn)，這意味著錯(cuò)誤檢查行為是未定義的，并且遞歸鎖定的行為也是未定義的。或者：可移植代碼不能通過(guò)Pthreads API觸發(fā)錯(cuò)誤條件，也不得遞歸地鎖定默認(rèn)類型的互斥體。

在復(fù)雜的應(yīng)用中，事先并不總是清楚地將遞歸鎖定哪些互斥鎖，哪些互斥不會(huì)被遞歸地鎖定。嘗試遞歸地鎖定非遞歸互斥將導(dǎo)致在沒有線程檢查工具的情況下很難找到的競(jìng)爭(zhēng)條件。所以要么使用錯(cuò)誤檢查互斥體類型，并一直檢查Pthread API互斥調(diào)用的返回值，或者使用遞歸互斥體類型。

8.3.2。條件變量

條件變量允許一個(gè)線程喚醒一個(gè)或多個(gè)其他線程。條件變量通常用于通知一個(gè)或多個(gè)線程關(guān)于共享數(shù)據(jù)的狀態(tài)變化。不幸的是，通過(guò)使用條件變量作為狀態(tài)信息傳播的唯一手段來(lái)引入競(jìng)爭(zhēng)條件是非常容易的。一個(gè)更好的方法是讓線程輪詢由互斥體保護(hù)的狀態(tài)變量的更改，并將條件變量?jī)H用作線程喚醒機(jī)制。另請(qǐng)參見源文件?drd/tests/monitor_example.cpp，了解如何在C ++中實(shí)現(xiàn)這一概念。該示例中使用的監(jiān)視器概念是一個(gè)眾所周知的非常有用的概念 - 有關(guān)監(jiān)視器?概念的更多信息，另請(qǐng)參見維基百科。

8.3.3。pthread_cond_timedwait和超時(shí)

歷史上，該函數(shù)?pthread_cond_timedwait僅允許規(guī)定絕對(duì)超時(shí)，這是一個(gè)與調(diào)用此函數(shù)時(shí)間無(wú)關(guān)的超時(shí)。但是，幾乎每次調(diào)用此函數(shù)都表示相對(duì)超時(shí)。這通常是通過(guò)傳遞總和?clock_gettime(CLOCK_REALTIME)和相對(duì)超時(shí)作為第三個(gè)參數(shù)。這種方法是不正確的，因?yàn)槔鏽tpd的前向或后向時(shí)鐘調(diào)整將影響超時(shí)。一個(gè)更可靠的方法如下：

• 當(dāng)初始化條件變量時(shí)?pthread_cond_init，指定超時(shí)?pthread_cond_timedwait將使用時(shí)鐘?CLOCK_MONOTONIC而不是?CLOCK_REALTIME。你可以這樣做?pthread_condattr_setclock(..., CLOCK_MONOTONIC)。

• 當(dāng)調(diào)用pthread_cond_timedwait時(shí)，將總和?clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC)?和相對(duì)超時(shí)作為第三個(gè)參數(shù)。

另見?drd/tests/monitor_example.cpp一個(gè)例子。

8.4。限制

DRD目前有以下限制：

• DRD就像Memcheck一樣，將拒絕在已經(jīng)刪除所有符號(hào)信息的Linux發(fā)行版上啟動(dòng)?ld.so。這是例如OpenPCS和Gentoo的PPC版本。在使用DRD之前，您必須在這些平臺(tái)上安裝glibc debuginfo軟件包。另請(qǐng)參見openSUSE bug?396197和Gentoo bug?214065。

• 使用gcc 4.4.3和之前，DRD可能會(huì)std::string在多線程程序中的C ++類上報(bào)告數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)。這是一個(gè)知道的libstdc++問(wèn)題 - 更多信息，請(qǐng)參閱GCC錯(cuò)誤?40518?。

• 如果您自己編譯DRD源代碼，則需要GCC 3.0或更高版本。不支持GCC 2.95。

• 在Linux的兩個(gè)POSIX線程實(shí)現(xiàn)中，只支持NPTL（Native POSIX線程庫(kù)）。較舊的LinuxThreads庫(kù)不受支持。

8.5。反饋

如果您有關(guān)于DRD的任何意見，建議，反饋或錯(cuò)誤報(bào)告，請(qǐng)隨時(shí)在Valgrind用戶郵件列表上發(fā)布消息或提交錯(cuò)誤報(bào)告。又見http://www.valgrind.org/以獲取更多信息。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的DRD：线程错误检测器的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。