從零開始學習MySQL調試跟蹤（1）

来源:https://www.cnblogs.com/greatsql/archive/2023/04/11/17306368.html
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GreatSQL社區原創內容未經授權不得隨意使用，轉載請聯繫小編並註明來源。 GreatSQL是MySQL的國產分支版本，使用上與MySQL一致。 作者： Yejinrong/葉金榮 文章來源：GreatSQL社區投稿 編譯GreatSQL 安裝gdb 開始調試GreatSQL源碼 3.1 利用gd ...


  • GreatSQL社區原創內容未經授權不得隨意使用，轉載請聯繫小編並註明來源。
  • GreatSQL是MySQL的國產分支版本，使用上與MySQL一致。
  • 作者： Yejinrong/葉金榮
  • 文章來源：GreatSQL社區投稿
    1. 編譯GreatSQL
    1. 安裝gdb
    1. 開始調試GreatSQL源碼
    • 3.1 利用gdb設置斷點
    • 3.2 使用 Trace 文件調試

有時為了跟蹤故障需要調試MySQL/GreatSQL源碼，本文介紹如何在Linux下構建MySQL/GreatSQL源碼調試環境。

在這之前，我也是一名小白，一起從零開始探索吧。

本文以CentOS 8.x環境下的GreatSQL 8.0.25-16版本為例。

1. 編譯GreatSQL

查看系統環境：

$ cat /etc/system-release

CentOS Linux release 8.4.2105

首先，從https://gitee.com/GreatSQL/GreatSQL/releases/ 下載GreatSQL 8.0.25-16的源碼包

  1. Source Code
Packages Size
greatsql-8.0.25-16.tar.gz 503M

接下來，參考文章 在Linux下源碼編譯安裝GreatSQL 構建好編譯環境。然後開始編譯GreatSQL源碼，編譯參數中增加/修改debug相關選項，這樣編譯後得到的二進位文件才能支持調試模式，例如：

$ cd /opt/greatsql-8.0.25-16
$ mkdir -p build
$ cd build
$ cmake3 .. \
-DBOOST_INCLUDE_DIR=/opt/boost_73_0 \
-DLOCAL_BOOST_DIR=/opt/boost_73_0 \
-DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local/GreatSQL-8.0.25-16-Linux-glibc2.28-x86_64 \
-DWITH_ZLIB=bundled \
-DWITH_NUMA=ON \
-DCMAKE_EXE_LINKER_FLAGS="-ljemalloc" \
-DBUILD_CONFIG=mysql_release \
-DWITH_TOKUDB=OFF \
-DWITH_ROCKSDB=OFF \
-DMAJOR_VERSION=8 \
-DMINOR_VERSION=0 \
-DPATCH_VERSION=25 \
-DWITH_UNIT_TESTS=OFF \
-DWITH_NDBCLUSTER=OFF \
-DWITH_SSL=system \
-DWITH_SYSTEMD=ON \
-DWITH_LDAP=OFF \
-DWITH_AUTHENTICATION_LDAP=OFF \
-DWITH_DEBUG=1 \
-DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug \
&& make -j8 VERBOSE=1 && make install

主要是增加兩個參數 -DWITH_DEBUG=1 和 -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug，註意不要有參數 -DCMAKE_BUILD_TYPE=RelWithDebInfo。

編譯完成後，即可得到包含debug功能的GreatSQL二進位文件，執行下麵的命令檢查：

$ cd /usr/local/GreatSQL-8.0.25-16-Linux-glibc2.28-x86_64
$ ./bin/mysqld-debug --verbose --version

/usr/local/GreatSQL-8.0.25-16-Linux-glibc2.28-x86_64/bin/mysqld-debug  Ver 8.0.25-16-debug for Linux on x86_64 (Source distribution)

可以看到，輸出的結果中包含 debug 關鍵字，這就表示成功了。

2. 安裝gdb

直接執行yum安裝gdb即可：

$ yum install -y gdb
$ gdb --version
GNU gdb (GDB) Red Hat Enterprise Linux 9.2-4.el8
Copyright (C) 2020 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>
This is free software: you are free to change and redistribute it.
There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.

gdb常用的調試相關指令有以下幾個：

命令 縮寫 備註
attach 掛接/進入準備調試的進程pid
detach 取消掛接進程（退出進程）
list l 顯示多行源代碼
break b 設置斷點，程式運行到斷點的位置會停下來
info i 描述程式的狀態
run r 開始運行程式
display disp 跟蹤查看某個變數,每次停下來都顯示它的值
step s 執行下一條語句,如果該語句為函數調用,則進入函數執行其中的第一條語句
next n 執行下一條語句,如果該語句為函數調用,不會進入函數內部執行(即不會一步步地調試函數內部語句)
print p 列印內部變數值
continue c 繼續程式的運行,直到遇到下一個斷點
set var name=v 設置變數的值
start st 開始執行程式,在main函數的第一條語句前面停下來
file 裝入需要調試的程式
kill k 終止正在調試的程式
watch 監視變數值的變化
backtrace bt 查看函數調用信息(堆棧)
frame f 查看棧幀
quit q 退出gdb

3. 開始調試GreatSQL源碼

第一次運行gdb準備調試時，可能會提示類似下麵的信息

warning: Unable to find libthread_db matching inferior's thread library, thread debugging will not be available.
0x00007ffb358ada41 in poll () from /lib64/libc.so.6
Missing separate debuginfos, use: dnf debuginfo-install keyutils-libs-1.5.10-9.el8.x86_64 ...

這表示缺少一些相關的debuginfo包，可以根據提示內容補充安裝，例如：

dnf debuginfo-install keyutils-libs-1.5.10-9.el8.x86_64 ...

如果提示找不到這些安裝包：

Could not find debuginfo package for the following installed packages: keyutils-libs-1.5.10-9.el8.x86_64 ...

可以檢查yum配置文件 /etc/yum.repos.d/CentOS-Linux-Debuginfo.repo，確認是否設置了 enable = 1，例如：

# CentOS-Linux-Debuginfo.repo
#
# All debug packages are merged into a single repo, split by basearch, and are
# not signed.

[debuginfo]
name=CentOS Linux $releasever - Debuginfo
baseurl=http://debuginfo.centos.org/$releasever/$basearch/
gpgcheck=1
enabled=1    #<---這裡要設置1
gpgkey=file:///etc/pki/rpm-gpg/RPM-GPG-KEY-centosofficial

此外，還要把GreatSQL 8.0.25-16的源碼包解壓縮到 /opt 目錄下：

$ tar zxf PATH/greatsql-8.0.25-16.tar.gz -C /opt/

接下來，演示如何跟蹤調試。

先初始化GreatSQL數據文件，然後再啟動GreatSQL服務進程：

# 初始化GreatSQL
$ cd /usr/local/GreatSQL-8.0.25-16-Linux-glibc2.28-x86_64
$ ./bin/mysqld-debug --no-defaults --initialize-insecure --user=mysql --datadir=./data

# 啟動GreatSQL
$ ./bin/mysqld-debug --no-defaults --user=mysql --datadir=./data1 &

# 查看進程pid
$ ps -ef | grep mysqld
...
mysql    2644322 2542442  3 14:38 pts/7    00:00:01 ./bin/mysqld-debug --no-defaults --user=mysql --datadir=./data1

# 在另一個終端（終端#2），連入GreatSQL
$ mysql -S/tmp/mysql.sock
Welcome to the MySQL monitor.  Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 7
Server version: 8.0.25-16-debug Source distribution
...
mysql>\s
...
Server version:         8.0.25-16-debug Source distribution
...

啟動gdb，準備調試跟蹤GreatSQL，我們分別演示幾種不同方式。

3.1 利用gdb設置斷點

在 終端#1 中啟動gdb，並掛接GreatSQL進程，準備跟蹤

$ gdb -p 2644322
GNU gdb (GDB) Red Hat Enterprise Linux 9.2-4.el8
Copyright (C) 2020 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>
...
Attaching to process 2644322
[New LWP 2643482]
[New LWP 2643483]
[New LWP 2643484]
...
[New LWP 2643522]
[Thread debugging using libthread_db enabled]
Using host libthread_db library "/lib64/libthread_db.so.1".
--Type <RET> for more, q to quit, c to continue without paging--  #<-- 這裡按下回車，即可進入
0x00007fb7ae93ba41 in __GI___poll (fds=0x7fb7ae229140, nfds=2, timeout=-1) at ../sysdeps/unix/sysv/linux/poll.c:29
29        return SYSCALL_CANCEL (poll, fds, nfds, timeout);
(gdb)
(gdb) p mysql_sysvar_version  #<-- 列印變數，查看GreatSQL版本號
$1 = {flags = 68101, name = 0x7f10d1c6cc90 "innodb_version", comment = 0x6c47f92 "InnoDB version", check = 0x37dd9e2
     <check_func_str(THD*, SYS_VAR*, void*, st_mysql_value*)>, update = 0x37ddeb0 <update_func_str(THD*, SYS_VAR*, void*, void const*)>,
  value = 0x7e7c768 <innodb_version_str>, def_val = 0x6c38440 "8.0.25-15"}
(gdb) 
(gdb) 
(gdb) b mysql_execute_command  #<--- 輸入指令"b dispatch_command"設置斷點，意為當GreatSQL程式運行到這個函數時，就會停下來
Breakpoint 3 at 0x379c3f2: file /opt/greatsql-8.0.25-16/sql/sql_parse.cc, line 2875.
(gdb)

切換到 終端#2，隨便執行一條SQL命令：

mysql> select 'debug' from dual;

回到 終端#1，繼續調試：

(gdb) 
(gdb) bt  #<-- 列印函數調用信息
#0  dispatch_command (thd=0x7f10a3a0b000, com_data=0x7f10d12a7370, command=COM_QUERY) at /opt/greatsql-8.0.25-16/sql/sql_parse.cc:1605
#1  0x0000000003797c48 in do_command (thd=0x7f10a3a0b000) at /opt/greatsql-8.0.25-16/sql/sql_parse.cc:1388
#2  0x0000000003991168 in handle_connection (arg=0x7f10d1f9d120) at /opt/greatsql-8.0.25-16/sql/conn_handler/connection_handler_per_thread.cc:307
#3  0x00000000052e4b22 in pfs_spawn_thread (arg=0x7f10e8a45660) at /opt/greatsql-8.0.25-16/storage/perfschema/pfs.cc:2899
#4  0x00007f10eb1e917a in start_thread (arg=<optimized out>) at pthread_create.c:479
#5  0x00007f10e9128dc3 in clone () at ../sysdeps/unix/sysv/linux/x86_64/clone.S:95
(gdb)
(gdb) p thd->m_query_string  #<-- 列印SQL語句
$14 = {str = 0x7f10a3a0e828 "select 'debug' from dual", length = 24}
(gdb)
(gdb) c  #<-- 繼續執行，終端#2里被阻塞的SQL語句就可以執行了
Continuing.

切回 終端#2 查看SQL語句執行結果：

mysql> select 'debug' from dual;
+-------+
| debug |
+-------+
| debug |
+-------+
1 row in set (12 min 11.55 sec)

可以看到，因為一直被阻塞，這條SQL請求耗時超過12分鐘。當 終端#2 的連接斷開退出後，可以看到gdb端也有相應提示：

Thread 39 "mysqld-debug" hit Breakpoint 1, dispatch_command (thd=0x7f10a3a0b000, com_data=0x7f10d12a7370, command=COM_QUIT)
    at /opt/greatsql-8.0.25-16/sql/sql_parse.cc:1605
1605      bool error = false;
(gdb)

如果不想繼續跟蹤調試了，只需輸入指令 q 或 quit 即可退出gdb。

(gdb) quit
A debugging session is active.

        Inferior 1 [process 2644322] will be detached.

Quit anyway? (y or n) y
Detaching from program: /usr/local/GreatSQL-8.0.25-16-Linux-glibc2.28-x86_64/bin/mysqld-debug, process 2644322
[Inferior 1 (process 2644322) detached]

3.2 使用 Trace 文件調試

還可以在GreatSQL客戶端中設置變數 debug 為不同值，就可以輸出GreatSQL運行過程中涉及的調用模塊、函數、狀態信息等全部信息，並記錄到本地文件中。用法示例：

mysql> SET SESSION debug = 'debug_options';

變數 debug 支持多種設置模式：

debug_options = field_1:field_2:...:field_N
field = [+|-]flag[,modifier,modifier,...,modifier]

+, - 表示從當前debug值添加或者減少某些選項。

flag相關可選項如下：

flag 說明
d 開啟DBUG
f 只跟蹤指定的函數
F 跟蹤指定的源碼文件
i 跟蹤指定的線程
L 跟蹤指定的源碼行數
n 列印函數調用層次序號
N 輸出日誌從0開始列印行號
o 指定輸出到某個文件
O 類似o,每次寫文件都會flush，reopen
P 匹配DBUG_PROCESS
p 列印process name
t 列印函數調用和退出

使用案例1（精簡模式）

# 設置debug選項
mysql> set session debug='d:t:o,/tmp/mysqld.trace';

# 執行SQL請求
mysql> select 'debug' from dual;
+-------+
| debug |
+-------+
| debug |
+-------+
1 row in set (0.00 sec)

查看生成的trace文件：

$ cat /tmp/mysqld.trace
...
>do_command
| >THD::clear_error
| <THD::clear_error
| >Diagnostics_area::reset_diagnostics_area
| <Diagnostics_area::reset_diagnostics_area
| >my_net_set_read_timeout
| | enter: timeout: 28800
| | >vio_socket_timeout
| | <vio_socket_timeout
| <my_net_set_read_timeout
| >vio_is_blocking
| <vio_is_blocking
| >net_read_raw_loop
| | >vio_read
| | | >vio_is_blocking
| | | <vio_is_blocking
| | | >vio_io_wait
| | | <vio_io_wait
| | <vio_read
| <net_read_raw_loop
| THD::enter_stage: 'starting' /opt/greatsql-8.0.25-16/sql/conn_handler/init_net_server_extension.cc:102
...

使用案例2（複雜模式）增加了列印文件名和行號等信息，更方便定位查找。

mysql> set session debug='d:t:L:F:o,/tmp/mysqld.trace';
mysql> select 'debug' from dual;
...

查看生成的trace文件：

$ cat /tmp/mysqld.trace
...
  sql_parse.cc: <do_command
  sql_parse.cc:  1269: >do_command
   sql_class.h:  3287: | >THD::clear_error
   sql_class.h: | <THD::clear_error
  sql_error.cc:   357: | >Diagnostics_area::reset_diagnostics_area
  sql_error.cc: | <Diagnostics_area::reset_diagnostics_area
   net_serv.cc:  2246: | >my_net_set_read_timeout
   net_serv.cc:  2247: | | enter: timeout: 28800
  viosocket.cc:   380: | | >vio_socket_timeout
  viosocket.cc: | | <vio_socket_timeout
   net_serv.cc: | <my_net_set_read_timeout
  viosocket.cc:   373: | >vio_is_blocking
  viosocket.cc: | <vio_is_blocking
   net_serv.cc:  1341: | >net_read_raw_loop
  viosocket.cc:   169: | | >vio_read
  viosocket.cc:   373: | | | >vio_is_blocking
  viosocket.cc: | | | <vio_is_blocking
  viosocket.cc:  1118: | | | >vio_io_wait
  viosocket.cc: | | | <vio_io_wait
  viosocket.cc: | | <vio_read
   net_serv.cc: | <net_read_raw_loop
  sql_parse.cc:   320: | THD::enter_stage: 'starting' /opt/greatsql-8.0.25-16/sql/conn_handler/init_net_server_extension.cc:102
...

本文簡單演示瞭如何跟蹤調試GreatSQL的幾種方法，更多有趣實用的方法還有待進一步挖掘，一起探索新世界吧。

P.S，我也在MacOS環境下構建了基於vscode的跟蹤調試環境，但還是更喜歡在Linux終端命令行模式下工作，所以本文沒介紹如何利用vscode跟蹤調試，有興趣的讀者可以根據其他資料自行構建。

Enjoy GreatSQL

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