是否有可能确定持有互斥锁的线程？

问题描述：

首先，我使用 pthread 库编写多线程 C 程序。线程总是被其等待的互斥锁挂起。当我使用 strace 实用程序查找FUTEX_WAIT状态中的线程时，我想知道哪个线程当时持有该互斥锁。但我不知道该怎么做。有没有什么实用程序可以做到这一点？

有人告诉我 Java 虚拟机支持此功能，所以我想知道 Linux 是否支持此功能。

解决方案 1：

您可以使用互斥锁内部的知识来执行此操作。通常这不是一个好主意，但对于调试来说却没问题。

在 Linux 中，使用 NPTL 实现的 pthreads（任何现代的 glibc）都可以检查结构__data.__owner的成员pthread_mutex_t，以找出当前锁定它的线程。这是在附加到进程后使用 执行此操作的方法gdb：

(gdb) thread 2
[Switching to thread 2 (Thread 0xb6d94b90 (LWP 22026))]#0  0xb771f424 in __kernel_vsyscall ()
(gdb) bt
#0  0xb771f424 in __kernel_vsyscall ()
#1  0xb76fec99 in __lll_lock_wait () from /lib/i686/cmov/libpthread.so.0
#2  0xb76fa0c4 in _L_lock_89 () from /lib/i686/cmov/libpthread.so.0
#3  0xb76f99f2 in pthread_mutex_lock () from /lib/i686/cmov/libpthread.so.0
#4  0x080484a6 in thread (x=0x0) at mutex_owner.c:8
#5  0xb76f84c0 in start_thread () from /lib/i686/cmov/libpthread.so.0
#6  0xb767784e in clone () from /lib/i686/cmov/libc.so.6
(gdb) up 4
#4  0x080484a6 in thread (x=0x0) at mutex_owner.c:8
8               pthread_mutex_lock(&mutex);
(gdb) print mutex.__data.__owner
$1 = 22025
(gdb)

（我切换到挂起的线程；进行回溯以找到pthread_mutex_lock()它卡住的地方；更改堆栈框架以找出它试图锁定的互斥锁的名称；然后打印该互斥锁的所有者）。这告诉我 LWP ID 为 22025 的线程是罪魁祸首。

然后您可以使用thread find 22025找出gdb该线程的线程号并切换到它。

解决方案 2：

我不知道有任何这样的工具，所以我认为你不会轻易放弃——而且它在帮助调试程序方面可能没有你想象的那么有用。虽然它看起来技术含量不高，但日志记录是你调试这些东西的好帮手。开始收集你自己的小日志记录函数吧。它们不必花哨，只要能在调试时完成工作就行。

抱歉，我用的是 C++，但类似这样的代码：

void logit(const bool aquired, const char* lockname, const int linenum)
{
    pthread_mutex_lock(&log_mutex);

    if (! aquired)
        logfile << pthread_self() << " tries lock " << lockname << " at " << linenum << endl;
    else
        logfile << pthread_self() << " has lock "   << lockname << " at " << linenum << endl;

    pthread_mutex_unlock(&log_mutex);
}


void someTask()
{
    logit(false, "some_mutex", __LINE__);

    pthread_mutex_lock(&some_mutex);

    logit(true, "some_mutex", __LINE__);

    // do stuff ...

    pthread_mutex_unlock(&some_mutex);
}

记录并不是一个完美的解决方案，但没有什么是完美的。它通常能让你了解你需要知道的信息。

解决方案 3：

请阅读以下链接，这是一个查找锁所有者的通用解决方案。即使锁在库中并且您没有源代码，它也能正常工作。

https://en.wikibooks.org/wiki/Linux_Applications_Debugging_Techniques/死锁

解决方案 4：

通常，libc/platforms 调用由 OS 抽象层抽象。可以使用所有者变量和 pthread_mutex_timedlock 跟踪互斥死锁。每当线程锁定时，它都应该使用自己的 tid（gettid() 并且还可以有另一个变量用于 pthread id 存储）更新变量。因此，当其他线程阻塞并在 pthread_mutex_timedlock 上超时时，它可以打印所有者 tid 和 pthread_id 的值。这样您就可以轻松找出所有者线程。请查看下面的代码片段，请注意，并非所有错误情况都得到处理

pid_t ownerTid;
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

class TimedMutex {
    public:
        TimedMutex()
        {
           struct timespec abs_time;

           while(1)
           {
               clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &abs_time);
               abs_time.tv_sec += 10;
               if(pthread_mutex_timedlock(&mutex,&abs_time) == ETIMEDOUT)
               {
                   log("Lock held by thread=%d for more than 10 secs",ownerTid);
                   continue;
               }
               ownerTid = gettid();
           }
        }

        ~TimedMutex()
        {

             pthread_mutex_unlock(&mutex);  
        }
};

还有其他方法可以找出死锁，也许这个链接可能会有帮助http://yusufonlinux.blogspot.in/2010/11/debugging-core-using-gdb.html。