Golang程序调试常用方法

原创

于顾而言SASE

发布于 2024-03-21 10:27:47

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发布于 2024-03-21 10:27:47

前言

一般来说，项目开发过程中，代码编写占开发总时间的40%，剩下的时间基本就是自测和联调的过程。程序出错很正常，关键是如何迅速的去定位它，修掉它。本文将介绍自己程序调试的一些常用方法，这边我以golang为例，总结为望问切闻---debug四部曲。

望--查看程序外部指标

第一步先看看程序的外部指标，如进程启动关系，系统调用的使用，消耗的内存，cpu，磁盘io，文件句柄连接数，网络连接情况等等资源是否符合预期。

内存，cpu部分我们可以用工具top查看，-d 指定每两次屏幕信息刷新之间的时间间隔（单位为秒）；-H 显示所有线程的运行状态指标。如果没有该参数，会显示一个进程中所有线程的总和。在运行过程中，可以通过H命令进行交互控制：

进程启动关系可以用ps auxf查看，可以看到进程启动的时间以及进程调用的树形图：

跟踪程序的系统调用情况，可以使用strace。strace可以跟踪到一个进程产生的系统调用，包括参数，返回值，执行消耗的时间：

网络的使用情况可以用命令ss查看，ss 命令可以用来获取 socket 统计信息，它显示的内容和 netstat 类似。但 ss 的优势在于它能够显示更多更详细的有关 TCP 和连接状态的信息，而且比 netstat 更快。当服务器的 socket 连接数量变得非常大时，无论是使用 netstat 命令还是直接 cat /proc/net/tcp，执行速度都会很慢。

查看使用的文件句柄，ring队列，共享内存等等，可以使用lsof命令，它主要用来获取被进程打开文件的信息。

对于磁盘io的监控，我们可以采用iostat。它的特点是汇报磁盘活动统计情况，同时也会汇报出CPU使用情况。iostat也有一个弱点，就是它不能对某个进程进行深入分析，仅对系统的整体情况进行分析。

问--询问近期改动

我们在工位中经常听到过如下的自言自语---"不可能，之前程序跑的还好好的啊？现在怎么会出问题呢？"，每次听到这种情况，我都会安慰同事说一定是太阳黑子辐射的原因，导致程序跑错了，哈哈，开个玩笑。

一般出现这种情况，都是由于近期出现了改动导致的，你需要做的首先查看，是不是最近修改bug然后新引入了一个新的bug，如果确定不是自己的问题，那么一个是要问，关联的服务（上下游）是否最近合入过什么功能，另一个是问，是不是最近数据库发生了变动。

切--查看程序内部指标

能否顺利定位出程序的bug所在，这步是最为关键的了。一般是看两个地方，一个是日志流（debug日志），一个是dlv attach进去调试，查看具体的调用栈。

那么如何打好日志呢，首先就是一定要做好分类，比如logrus库它有5个级别：

// 排查问题时打印，常见的用法是对函数的返回值做判断，非预期的返回值就打印debug日志
logrus.Debug("Useful debugging information.")

//info 出现关键事件时的打印，如程序初始化成功或者作为跟踪日志，
//一般在每个函数的入口和出口打印，用以跟踪程序的执行流
logrus.Info("Something noteworthy happened!")

// 当出现非预期的逻辑，但业务还是可以继续处理的情况，如web服务请求数超过指定的阈值
logrus.Warn("You should probably take a look at this.")

logrus.Error("Something failed but I'm not quitting.") 
logrus.Fatal("Bye.") //log之后会调用os.Exit(1)
logrus.Panic("I'm bailing.")

其次，打印日志结构体的时候不要用%+v或者在经常跑的地方不要加日志打印，这会导致刷屏，眼睛直接瞎啦。一般通过info级别的日志基本就能确定程序的数据流走向，变量和服务调用情况是否已经符合预期了。

dlv工具和C语言的gdb很像，也可以attach进去通过打断点的方式查看变量和调用栈，或者程序core dump的时候，可以通过dlv core的方式获取到所有的goroutine和frame上下文信息。golang产生core是需要在编译前配置的，配置方法如下：

unlimit -a unlimited

GOTRACEBACK=crash ./crash

当然有的时候出现段错误的时候，golang是会打印出崩溃处的堆栈，如果没有的话，一般就是被其他程序kill掉了，我们可以用mv大法，在调用/usr/bin/kill之前，先加一点信息重定向到文本：

mv /usr/bin/kill /usr/bin/has.log.kill

#!/bin/sh
date >> /var/crash/kill.log
ps auxf >> /var/crash/kill.log
/usr/bin/has.log.kill $*

chmod +x usr/bin/has.log.kill
alias kill=/usr/bin/has.log.kill

dlv使用方法可以参考这篇文章：

GO语言调试利器dlv快速上手 - 博客园 (cnblogs.com)

闻--查看代码

结合以上几个步骤的定位，我们基本可以胸有成足了，这个时候打开代码，好好review一番。如果还是搞不定，这个时候只能用杀手锏pprof了，它是go性能分析神器，相当于在你的程序中暴露一个http服务端口，让你可以获得以下程序运行信息：

查看CPU： go tool pprof http://127.0.0.1:7001/debug/pprof/profile
查看内存： go tool pprof http://127.0.0.1:7001/debug/pprof/heap
查看协程： go tool pprof http://127.0.0.1:7001/debug/pprof/goroutine
查看导致互斥锁的竞争持有者的堆栈跟踪： go tool pprof http://127.0.0.1:7001/debug/pprof/mutex
查看导致阻塞同步的堆栈跟踪： go tool pprof http://127.0.0.1:7001/debug/pprof/block
查看创建新os线程的堆栈跟踪： go tool pprof http://127.0.0.1:7001/debug/pprof/threadcreate

package main

import (
    "log"
    "net/http"
    _ "net/http/pprof"
)

func main() {
    go func() {
      // 你的业务代码
    }()

    http.ListenAndServe("0.0.0.0:7001", nil)
}

如果还是搞不定啊，那我建议就是摇人啦，拉个会议室，点几杯奶茶，叫上几个大佬一起review一下。