快捷導(dǎo)航

.NET高級(jí)調(diào)試之sos命令輸出看不懂的處理方法

更新時(shí)間：2024年03月01日 12:37:33 作者：一線碼農(nóng)

.NET高級(jí)調(diào)試屬于一個(gè)偏冷門的領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)可觀測(cè)的資料比較少,所以很多東西需要你自己去探究源代碼,然后用各種調(diào)試工具去驗(yàn)證,下面通過本文給大家分享.NET高級(jí)調(diào)試之sos命令輸出的相關(guān)知識(shí),感興趣的朋友一起看看吧

一：背景

1. 講故事

很多.NET開發(fā)者在學(xué)習(xí)高級(jí)調(diào)試的時(shí)候，使用sos的命令輸出會(huì)發(fā)現(xiàn)這里也看不懂那里也看不懂，比如截圖中的這位朋友。

.NET高級(jí)調(diào)試屬于一個(gè)偏冷門的領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)可觀測(cè)的資料比較少，所以很多東西需要你自己去探究源代碼，然后用各種調(diào)試工具去驗(yàn)證，相關(guān)源代碼如下：

coreclr: https://github.com/dotnet/runtime
windows: https://github.com/reactos/reactos
linux: https://www.kernel.org/

這一篇權(quán)當(dāng)拋磚引玉，來引導(dǎo)一下如何去探索。

二：WinDbg 分析

1. 復(fù)原現(xiàn)象

為了方便講述先上一段簡(jiǎn)單的測(cè)試代碼，來觀察一下線程列表中所謂的 lockcount 列。

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

接下來用 windbg 附加一下，使用 !threads 命令觀察輸出。

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)

從上面的卦中可以看到 Lock Count=0，那這里的值取自源碼的哪里呢？

2. 取自哪里

大家要知道每一行記錄都是在coreclr Thread中摘取出來的字段，言外之意就是可以把 Thread 所有信息給展示出來，可以用 dt 命令，簡(jiǎn)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
   ...

通過仔細(xì)分析卦中信息，可以發(fā)現(xiàn)這個(gè) lockcount 其實(shí)就是 m_dwLockCount 字段，知道是這個(gè)字段之后接下來就是尋找coreclr源碼啦，截圖如下：

從源碼注釋中看的非常清楚，這個(gè)字段可用來跟蹤5中鎖。

critical section
spin lock
syncblock lock
EE Crst
GC lock

接下來搜索下源碼看看 m_dwLockCount 是怎么更新的，可以發(fā)現(xiàn)如下兩處，并且都是和同步塊索引相關(guān)，截圖如下：

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--;
}

接下來要做的一件事就是如何自增 m_dwLockCount 值來模擬達(dá)到這位朋友的 1024。

3. 如何模擬復(fù)現(xiàn)

其實(shí)當(dāng)你知道是跟蹤這五種鎖，要模擬就非常簡(jiǎn)單了，為了方便講述上一段測(cè)試代碼，利用 lock 讓 m_dwLockCount 字段不斷自增，參考如下：

    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();
        }
    }

接下來用 windbg 附加觀察一下。

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

這里順便提一下，如果你想實(shí)時(shí)觀察 m_dwLockCount 更改的線程棧信息，可以在 Thread+0x20處下一個(gè)ba硬件斷點(diǎn)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 Files\dotnet\shared\Microsoft.NETCore.App\3.1.32\System.Collections.dll
ModLoad: 00007ffd`d00d0000 00007ffd`d0103000   C:\Program Files\dotnet\shared\Microsoft.NETCore.App\3.1.32\System.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
...