前言
在完成了整个项目后,我用make命令编译了server,当我运行./server文件时,出现了段错误
在大量的代码中找出错因并不是一件容易的事,尤其是对新手程序员来说。而寻找bug的过程就像是侦探调查线索追查凶手一样,我们要通过一点一点的蛛丝马迹来剥离表象,找到真凶。
今天,就由我来扮演一次侦探,调查一番这个段错误到底出自谁手。
段错误:我们面临的是什么敌人
在解决问题之前,让我先来了解一下什么是段错误:
"Segmentation fault (core dumped)" 是一种程序运行时错误,通常表示程序试图访问无效的内存地址。这种错误可能由多种原因引起,包括指针错误、数组越界、使用已释放的内存等。
一般情况下,解决段错误的方法是使用gdb调试段错误生成的core文件。但是许多人会发现系统不会生成core dump文件,这是因为 core dump文件是由linux系统进行生成,而且其往往较大,默认情况下,Linux是不允许生成core dump文件的。
我们可以使用
ulimit -c
命令来查看,如果是 0,说明Linux允许的core文件最大大小为0,即不允许生成core文件
这时,我们要使用
ulimit -c unlimited
来将core文件最大大小改为无限。
我们再编译运行程序就会产生core文件,但是默认的core文件生成目录不在本目录,因此需要把默认core文件生成目录改成运行目录,再然后.....
......
这也太麻烦了,有没有更简单的方法。哎,你别说,还真有,接下来我们不借助core文件来"查案"
GDB调试探方向,段错误真相初现端倪
首先,我们在makefile文件里的编译代码加上-g的可选项,这样生成的server就是一个可以用gdb调试的可执行文件。
随后,我们使用gdb命令进入server可执行文件
gdb server
进入gdb调试器以后,我们使用run运行
gdb给出已下报错:
注意看这里的MYSQL Error: mysql_real_connect,虽然gdb告诉我们是在 iofputs.c 的__GI__IO_fputs函数出现的段错误,但是这是系统调用,无数人用了那么多年,不太可能出现错误,所有应该还是我们自己的代码有问题。那我们该从何找起呢?
哎,我们发现这里有一条日志:
MySQL Error : mysql_real_connect\n
这不是我们写的日志吗,太好了,我们终于发现了错误的蛛丝马迹。
深入代码危险区,巧设监控锁暗敌
经过我们的重重调查,我们终于定位到了错误代码函数所在地,即sql_connection_pool.cpp的init函数
void connection_pool::init(string url, string User, string PassWord, string DBName, int MaxConn, int Port, int close_log) {m_url = url;m_Port = Port;m_User = User;m_PassWord = PassWord;m_DatabaseName = DBName;m_close_log = close_log;for (int i = 0; i < MaxConn; ++i) {MYSQL *con = NULL;con = mysql_init(con);if (con == nullptr) {LOG_ERROR("MySQL Error : mysql_init");exit(1);}/*真正的连接函数*/con = mysql_real_connect(con, url.c_str(), User.c_str(), PassWord.c_str(), DBName.c_str(), Port, NULL, 0);if (con == nullptr) {LOG_ERROR("MySQL Error : mysql_real_connect");exit(1);}connList.push_back(con);m_FreeConn++;}reserve = sem(m_FreeConn);//信号量记录共享资源总量m_MaxConn = m_FreeConn;
}
其中,GDB告诉我们的线索即是这里的”人证“给出的 , 即第22行的
LOG_ERROR("MySQL Error : mysql_real_connect");
让我们看看这个函数里的关键API:mysql_init和mysql_real_connect
mysql_init 是 MySQL C API 中的一个函数,用于初始化和分配一个 MYSQL 结构,这个结构是用于表示 MySQL 连接的句柄。这个函数通常是在开始使用 MySQL C API 之前调用的,以确保连接句柄是有效的。
mysql_real_connect 函数是 MySQL C API 中的一个关键函数,用于建立与 MySQL 服务器的连接
可见,这个函数是通过mysql_init创建句柄,再用该句柄创建mysql连接
咋一看好像这一块的代码都没有问题,那是怎么回事了?
为了深一步调查,我们使用时空回溯大法,我们在这里设下”监控“,重现当时的”犯罪场景“,那么我们该如何设下监控呢?其实很简答,就是我们在c++中常用debug方法,在程序中打印出调试信息,这里我们就在第19行代码
con = mysql_real_connect(con, url.c_str(), User.c_str(), PassWord.c_str(), DBName.c_str(), Port, NULL, 0);
的前后,分别写上
cout<<"before mysql_real_connect"<<endl;
con = mysql_real_connect(con, url.c_str(), User.c_str(), PassWord.c_str(), DBName.c_str(), Port, NULL, 0);
cout<<"after mysql_real_connect"<<endl;
然后我们再编译运行,出现以下结果:
可以看到,程序并非是没进入mysql_real_connect就报错,而是循环了无数遍后才出现的报错;这是怎么回事了,为了清晰地看到循环次数,我们为“监控”加上计数器
cout<<"第"<<i<<"次 before mysql_real_connect"<<endl;
con = mysql_real_connect(con, url.c_str(), User.c_str(), PassWord.c_str(), DBName.c_str(), Port, NULL, 0);
cout<<"第"<<i<<"次 after mysql_real_connect"<<endl;
可以看到,程序循环了151次后就结束了,随后发生了段错误。这是什么原因?让我们接着“调查”。
日夜辗转寻真相,辛勤探寻不负望
经过前面的“调查”,我们得到了线索,再init循环中,当程序循环151次,第152次就发生了段错误。没办法,我们先去调查一下是谁调用了init
我们发现,调用该函数的是WebServer.cpp的void sql_pool()函数,而且该函数给init的循环上限MaxConn设置的是3306
void WebServer::sql_pool() {/*初始化数据库连接池*/m_connPool = connection_pool::Getinstance();m_connPool->init("localhost", m_user, m_passWord, m_databaseName, 3306, m_sql_num, m_close_log);/*初始化数据库读取表*/users->initmysql_result(m_connPool);
}
我们对比一下m_connPool的定义,发现了问题所在
void connection_pool::init(string url, string User, string PassWord, string DBName, int MaxConn, int Port,int close_log)
原来是因为Port和MaxConn在定义在前的为端口,定义在后的为循环上限了,导致了端口号被用来当循环的上限;而数据库最大能创建的连接数是152,超出了152自然就触发了段错误;那么,我们将调用init的地方改过来即可。
后记
经过不懈的努力,我终于是解决了这个BUG。但其实在解决bug的过程中我并不像文章中说的那么容易,包括最开始我为了去得到 core文件,找了许多方法,也花了很多时间,但是一直没有什么显著效果。中间我一度沮丧到想哭。最后也是不管三七二十一用GDB运行了一次server文件才找到了一点点蛛丝马迹。而后面在发现循环151次后就会段错误的时候,我也一度找错了方向,找了许多方法,把数据库的连接上限改成3500,系统能容纳的最大文件描述符也被我改成了3500,如下图
但是当我以为解决问题的时候,再运行虽然超过了151,但在1000多的时候还是会段错误,当时我想了好多办法,但一直收效见微。可见在错误的方向上,你越努力,错的就越离谱。最后还是检查源码的时候发现这里的调用把port和Maxconn写错位了,也算是给写这篇文章的大家一个警醒吧。
像这样的BUG我在项目中遇到不止一个,其实项目我在两天前就写完了,这两天一直在debug,几乎可以说是不吃不喝地程度了,连上厕所,睡觉都在想怎么debug。皇天不负有心人,项目我也终于是完成了,后面把剩下的博客写完,我的将近30天Webserver之旅就到此为止了。