.NET高级调试之sos命令输出看不懂怎么办

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所属分类:.NET技术
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很多.NET开发者在学习高级调试的时候,使用sos的命令输出会发现这里也看不懂那里也看不懂,比如截图中的这位朋友。


一:背景

1. 讲故事

很多.NET开发者在学习高级调试的时候,使用sos的命令输出会发现这里也看不懂那里也看不懂,比如截图中的这位朋友。

.NET高级调试之sos命令输出看不懂怎么办
.NET高级调试之sos命令输出看不懂怎么办

.NET高级调试属于一个偏冷门的领域,国内可观测的资料比较少,所以很多东西需要你自己去探究源代码,然后用各种调试工具去验证,相关源代码如下:

这一篇权当抛砖引玉,来引导一下如何去探索。

二:WinDbg 分析

1. 复原现象

为了方便讲述先上一段简单的测试代码,来观察一下线程列表中所谓的 lockcount 列。

     internal class Program     {         static void Main(string[] args)         {             Console.WriteLine("hello world...");             Debugger.Break();         }     }  

接下来用 windbg 附加一下,使用 !threads 命令观察输出。

 0:000> !t ThreadCount:      3 UnstartedThread:  0 BackgroundThread: 2 PendingThread:    0 DeadThread:       0 Hosted Runtime:   no                                                                                                             Lock    DBG   ID     OSID ThreadOBJ           State GC Mode     GC Alloc Context                  Domain           Count Apt Exception    0    1     14c8 000001A8B862DBB0    2a020 Preemptive  000001A8BA1DDEE0:000001A8BA1DF478 000001a8b8623c20 0     MTA     5    2     71e0 000001A8D25740B0    2b220 Preemptive  0000000000000000:0000000000000000 000001a8b8623c20 0     MTA (Finalizer)     7    3     31b0 000001A8B86E7730  102a220 Preemptive  0000000000000000:0000000000000000 000001a8b8623c20 0     MTA (Threadpool Worker)   

从上面的卦中可以看到 Lock Count=0,那这里的值取自源码的哪里呢?

2. 取自哪里

大家要知道每一行记录都是在coreclr Thread中摘取出来的字段,言外之意就是可以把 Thread 所有信息给展示出来,可以用 dt 命令,简化后如下:

 0:000> dt coreclr!Thread 000001A8B862DBB0    +0x000 __VFN_table : 0x00007ffd`d2f93c70     =00007ffd`d30ce8d8 m_DetachCount    : 0n0    =00007ffd`d30ce8d4 m_ActiveDetachCount : 0n0    =00007ffd`d30cf4dc m_threadsAtUnsafePlaces : Volatile<long>    +0x008 m_State          : Volatile<enum Thread::ThreadState>    +0x00c m_fPreemptiveGCDisabled : Volatile<unsigned long>    +0x010 m_pFrame         : 0x0000006f`df57e328 Frame    +0x018 m_pDomain        : 0x000001a8`b8623c20 AppDomain    +0x020 m_dwLockCount    : 0    +0x024 m_ThreadId       : 1    ...  

通过仔细分析卦中信息,可以发现这个 lockcount 其实就是 m_dwLockCount 字段,知道是这个字段之后接下来就是寻找coreclr源码啦,截图如下:

.NET高级调试之sos命令输出看不懂怎么办

从源码注释中看的非常清楚,这个字段可用来跟踪5中锁。

  • critical section
  • spin lock
  • syncblock lock
  • EE Crst
  • GC lock

接下来搜索下源码看看 m_dwLockCount 是怎么更新的,可以发现如下两处,并且都是和同步块索引相关,截图如下:

 inline void Thread::IncLockCount() {     LIMITED_METHOD_CONTRACT;     _ASSERTE(GetThread() == this);     m_dwLockCount++;     _ASSERTE(m_dwLockCount != 0 || HasThreadStateNC(TSNC_UnbalancedLocks)); }  inline void Thread::DecLockCount() {     LIMITED_METHOD_CONTRACT;     _ASSERTE(GetThread() == this);     _ASSERTE(m_dwLockCount > 0 || HasThreadStateNC(TSNC_UnbalancedLocks));     m_dwLockCount--; }  

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接下来要做的一件事就是如何自增 m_dwLockCount 值 来模拟达到这位朋友的 1024。

3. 如何模拟复现

其实当你知道是跟踪这五种锁,要模拟就非常简单了,为了方便讲述上一段测试代码,利用 lock 让 m_dwLockCount 字段不断自增,参考如下:

     internal class Program     {         public static object[] locks;          static void Main(string[] args)         {             locks = Enumerable.Range(0, 100).Select(i => new object()).ToArray();              foreach (var item in locks)             {                 Monitor.Enter(item);             }              Debugger.Break();             Console.ReadLine();         }     }  

接下来用 windbg 附加观察一下。

 0:000> !t ThreadCount:      3 UnstartedThread:  0 BackgroundThread: 2 PendingThread:    0 DeadThread:       0 Hosted Runtime:   no                                                                                                             Lock    DBG   ID     OSID ThreadOBJ           State GC Mode     GC Alloc Context                  Domain           Count Apt Exception    0    1     6c90 00000239840DDBB0    2a020 Preemptive  0000023985B2BB38:0000023985B2D478 00000239840d3c20 100   MTA     5    2     2178 00000239859640B0    2b220 Preemptive  0000000000000000:0000000000000000 00000239840d3c20 0     MTA (Finalizer)     7    3     6d00 0000023984197700  102a220 Preemptive  0000000000000000:0000000000000000 00000239840d3c20 0     MTA (Threadpool Worker)   0:000> dt coreclr!Thread 00000239840DDBB0    +0x000 __VFN_table : 0x00007ffd`d2f93c70     =00007ffd`d30ce8d8 m_DetachCount    : 0n0    =00007ffd`d30ce8d4 m_ActiveDetachCount : 0n0    =00007ffd`d30cf4dc m_threadsAtUnsafePlaces : Volatile<long>    +0x008 m_State          : Volatile<enum Thread::ThreadState>    +0x00c m_fPreemptiveGCDisabled : Volatile<unsigned long>    +0x010 m_pFrame         : 0x00000074`a937e888 Frame    +0x018 m_pDomain        : 0x00000239`840d3c20 AppDomain    +0x020 m_dwLockCount    : 0x64  

这里顺便提一下,如果你想实时观察 m_dwLockCount 更改的线程栈信息,可以在 Thread+0x20处下一个ba硬件断点即可。

 0:000> !t ThreadCount:      3 UnstartedThread:  0 BackgroundThread: 2 PendingThread:    0 DeadThread:       0 Hosted Runtime:   no                                                                                                             Lock    DBG   ID     OSID ThreadOBJ           State GC Mode     GC Alloc Context                  Domain           Count Apt Exception    0    1     6188 00000290D550DBB0    2a020 Preemptive  00000290D6F4AD20:00000290D6F4B478 00000290d5503c20 0     MTA     5    2     686c 00000290EF3F40B0    2b220 Preemptive  0000000000000000:0000000000000000 00000290d5503c20 0     MTA (Finalizer)     7    3     312c 00000290D55C7740  102a220 Preemptive  0000000000000000:0000000000000000 00000290d5503c20 0     MTA (Threadpool Worker)  0:000> ba w4 00000290D550DBB0+0x20 0:000> g ModLoad: 00007ffd`cff80000 00007ffd`cffd1000   C:Program FilesdotnetsharedMicrosoft.NETCore.App3.1.32System.Collections.dll ModLoad: 00007ffd`d00d0000 00007ffd`d0103000   C:Program FilesdotnetsharedMicrosoft.NETCore.App3.1.32System.Runtime.Extensions.dll Breakpoint 1 hit coreclr!JIT_MonEnter_Portable+0x65: 00007ffd`d298c8a5 4883c430        add     rsp,30h  0:000> kL 5  # Child-SP          RetAddr               Call Site 00 000000b5`f917e780 00007ffd`72e917f4     coreclr!JIT_MonEnter_Portable+0x65 01 000000b5`f917e7c0 00007ffd`d29b6ca3     0x00007ffd`72e917f4 02 000000b5`f917e860 00007ffd`d294cc62     coreclr!CallDescrWorkerInternal+0x83 03 (Inline Function) --------`--------     coreclr!CallDescrWorkerWithHandler+0x57 04 000000b5`f917e8a0 00007ffd`d2953c29     coreclr!MethodDescCallSite::CallTargetWorker+0x196 ...  

三:总结

还是那句话,国内.NET高级调试方面的资料甚少,要想理解sos命令输出是什么意思,切记多看源码,其实本篇重要的不是知识,而是告诉你如何去探究新知的方法。

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