CN113704088B - 一种进程追溯方法、进程追溯系统及相关装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种进程追溯方法，包括：当接收到进程追溯请求时，调用目标线程向进程的其他线程发送预设信号，以告知其他线程执行信息收集准备；检测所有线程是否均已准备收集栈帧及寄存器信息；若是，控制所有线程同一时刻收集栈帧及寄存器信息；所述栈帧及所述寄存器信息用于追溯进程。本申请能够帮助分析人员快速分析进程状态，对进程侵入影响低，实现了运行时调试功能，简化了进程追溯过程。本申请还提供一种进程追溯系统、计算机可读存储介质和服务器，具有上述有益效果。

Description

一种进程追溯方法、进程追溯系统及相关装置

技术领域

本申请涉及操作系统领域，特别涉及一种进程追溯方法、进程追溯系统及相关装置。

背景技术

在LINUX系统下，进程因为各种原因异常退出，需要追溯该进程退出时的运行信息：信号信息、栈帧信息、寄存器等信息，这些信息可以帮助分析人员定位退出的根因。另外，进程正常运行时，需要查看进程当前正在运行的信息，帮助调试人员确定当前进程的健康状况。目前常用的调试手段是借助GDB工具进行调试，但是该工具有如下弊端：

1)在嵌入式linux操作系统下，由于系统资源有限，常常不能在目标机上安装，不能本地调试，只能搭建交叉调试环境，使用不便。

2)GDB需要重新启动程序，加断点停住，检查停住时发生的情况，不能查看进程运行时刻的信息。另外，该方式对进程的侵入性强，无法实现运行时调试的功能。

3)序异常退出时，需要内核产生coredump，再借助GDB工具加载coredump去分析退出原因，该方法不方便。另外，内核只为指定的信号产生coredump，该方法不具备通用性。

发明内容

本申请的目的是提供一种进程追溯方法、进程追溯系统、计算机可读存储介质和电子设备，能够在本地快速追溯进程运行信息。

为解决上述技术问题，本申请提供一种进程追溯方法，具体技术方案如下：

当接收到进程追溯请求时，调用目标线程向进程的其他线程发送预设信号，以告知其他线程执行信息收集准备；

检测所有线程是否均已准备收集栈帧及寄存器信息；

若是，控制所有线程同一时刻收集栈帧及寄存器信息；所述栈帧及所述寄存器信息用于追溯进程。

可选的，还包括：

当进程异常退出时，生成所述进程追溯请求。

可选的，调用目标线程向进程的其他线程发送预设信号之前，还包括：

调用致命信号处理函数记录信号参数信息；所述信号参数信息包括信号值、信号类型、信号原因、信号地址中的至少一项。

可选的，所述预设信号还用于处理进程异常退出前的未完成任务。

可选的，控制所有线程同一时刻收集栈帧及寄存器信息之后，还包括：

控制进程的所有线程在同一时刻退出，并终止所述进程。

可选的，还包括：

获取线程运行上下文信息，记录进程追溯原因。

可选的，控制所有线程同一时刻收集栈帧及寄存器信息之后，还包括：

生成所述栈帧及所述寄存器信息对应的追溯文件，并保存在本地设备。

本申请还提供一种进程追溯系统，包括：

告知模块，用于当接收到进程追溯请求时，调用目标线程向进程的其他线程发送预设信号，以告知其他线程执行信息收集准备；

检测模块，用于检测所有线程是否均已准备收集栈帧及寄存器信息；

信息收集模块，用于所述检测模块的检测结果为是时，控制所有线程同一时刻收集栈帧及寄存器信息；所述栈帧及所述寄存器信息用于追溯进程。

本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。

本申请还提供一种服务器，包括存储器和处理器，所述存储器中存有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现如上所述的方法的步骤。

本申请提供一种进程追溯方法，包括：当接收到进程追溯请求时，调用目标线程向进程的其他线程发送预设信号，以告知其他线程执行信息收集准备；检测所有线程是否均已准备收集栈帧及寄存器信息；若是，控制所有线程同一时刻收集栈帧及寄存器信息；所述栈帧及所述寄存器信息用于追溯进程。

本申请可以在接收到进程追溯请求时，通过一个目标线程向该进程的其他线程发送预设信号，从而实现进程内所有线程对栈帧和寄存器信息的收集，而栈帧和寄存器信息为分析进程状态的必要信息，能够帮助分析人员快速分析进程状态。同时，在进程运行时无需对进程加断点即可获取进程的信息，只需借助于目标线程即可获取进程状态，对进程侵入影响低，实现了运行时调试功能。同时本申请无需采用额外软件和环境，使得进程追溯得到的信息记录可以直接在本地查看，简化了进程追溯过程。

本申请还提供一种进程追溯系统、计算机可读存储介质和服务器，具有上述有益效果，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的一种进程追溯方法的流程图；

图2为本申请实施例所提供的进程异常时进程追溯过程示意图；

图3为本申请实施例所提供的进程正常时进程追溯过程示意图；

图4为本申请实施例所提供的一种进程追溯系统结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参考图1，图1为本申请实施例所提供的进程追溯方法的流程图，本申请提供一种进程追溯方法，具体技术方案如下：

S101：当接收到进程追溯请求时，调用目标线程向进程的其他线程发送预设信号，以告知其他线程执行信息收集准备；

在此对于接收到的进程追溯请求的来源不作限定。通常，可以在进程异常退出时，由系统自动生成进程追溯请求。也可以为用户通过设定在进程正常运行时发出的进程追溯请求。当接收到进程追溯请求时，从该级才能拿中调用一个目标线程向进程的其他线程发送预设信号。一个京城中可以包含若干线程。本步骤对于采用哪一个线程作为目标线程不作限定，为了降低对正常运行中进程的影响，可以选择空闲线程作为目标线程。若针对异常退出的进程，可以任意选择线程作为目标线程。

本步骤对于预设信号不作具体限定，其可以为SIGUSR1信号，SIGUSR1信号可以由用户自定义，当然也可以为其他信号，例如SIGUSR2信号等，在此不一一限定。预设信号用于告知其他线程执行信息收集准备。由于线程为程序执行的最小单元，利用进程对应的资源空间执行相应命令，在执行进程追溯时，需要明确该进程所有线程的信息，为了避免线程执行其他命令导致无法执行信息收集，因此需要借助于预设信号事先控制各线程进入收集准备。

S102：检测所有线程是否均已准备收集栈帧及寄存器信息；若是，进入S103；

本步骤旨在对所有线程进行准备检测，当有线程没有收集完时，已收集完的线程保持静默。则此时每隔预设时间重复执行本步骤，即周期性的执行本步骤，直至所有线程均已准备完毕。在此对于间隔所需预设时间或周期不作具体限定。

S103：控制所有线程同一时刻收集栈帧及寄存器信息；所述栈帧及所述寄存器信息用于追溯进程。

若所有线程均已准备收集栈帧及寄存器信息，则此时控制所有线程在同一时刻收集栈帧及寄存器信息，在此过程中，当有线程没有收集完，先收集完的线程保持静默，直至所有线程均收集完毕。

所收集的栈帧和寄存器信息根据进程追溯请求的具体需求不同可以有所不同。例如，当进程异常退出时，可以

此外，在所有线程收集完毕后，可生成所述栈帧及所述寄存器信息对应的追溯文件，并保存在本地设备，例如将追溯的信息记录为本地文件或其它方式(ldbe能解析的文件)，可在本机方便查看。不需要借助其它软件分析，也无需在其它环境中分析，如嵌入式平台需要在宿主机上分析。

本申请实施例可以在接收到进程追溯请求时，通过一个目标线程向该进程的其他线程发送预设信号，从而实现进程内所有线程对栈帧和寄存器信息的收集，而栈帧和寄存器信息为分析进程状态的必要信息，能够帮助分析人员快速分析进程状态。同时，在进程运行时无需对进程加断点即可获取进程的信息，只需借助于目标线程即可获取进程状态，对进程侵入影响低，实现了运行时调试功能。同时本申请无需采用额外软件和环境，使得进程追溯得到的信息记录可以直接在本地查看，简化了进程追溯过程。

下文针对本申请的应用场景作进一步描述：

若进程异常退出，通常由于进程中某个线程触发致命信号。当由于进程异常退出执行进程追溯时，在调用目标线程向进程的其他线程发送预设信号之前，还可以调用致命信号处理函数记录信号参数信息。信号参数信息包括信号值、信号类型、信号原因、信号地址中的至少一项。致命信号处理函数同于处理触发进程异常退出的信号，例如SIG HUP信号、SIG INT信号、SIG TERM信号等等。在进行进程追溯时，可以先记录致命信号的信号值、信号类型、信号原因、信号地址等信息。再利用目标线程向进程的其他线程发送预设信号，此时预设信号不仅可以用于告知其他线程执行信息收集准备，还可以用于处理进程退出前的清理工作。此后即执行上一实施例所描述对各线程的准备检测和信息收集过程。此外，在所有进程收集完毕后，还可以令所有线程同一时刻退出，整个进程异常崩溃退出。

当进程异常退出时，其对应的进程回溯过程如下：

S201：检测到进程异常退出，生成进程追溯请求；

S202：当接收到进程追溯请求时，调用致命信号处理函数记录信号参数信息，调用目标线程向进程的其他线程发送预设信号，以告知其他线程执行信息收集准备，并处理进程退出前的清理工作；

S203：检测所有线程是否均已准备收集栈帧及寄存器信息；若是，进入S205；

S204：控制所有线程同一时刻收集栈帧及寄存器信息；所述栈帧及所述寄存器信息用于追溯进程；

S205：控制进程的所有线程在同一时刻退出，并终止所述进程。

需要注意的是，该目标线程可以为出现异常的线程，也可以为其他正常的线程。

参见图2，图2为本申请实施例所提供的进程异常时进程追溯过程示意图，图2以进程包含线程A、线程B和线程C为例进行说明，图2中从上到下表示追溯过程的时间发展顺序，以线程A作为目标线程，向线程B和线程C发送预设信号。可以看出，不同的线程执行收集栈帧和寄存器信息所需的准备时间不同，但先准备完毕的线程需要保持静默，直至所有线程均准备完毕后在同一时刻收集栈帧等信息。需要注意的是，图2中仅示出收集栈帧，但实际上还可以包括寄存器信息等数据。也可以看出，不同的线程收集过程所需时间也有所不同，但在所有线程均收集完毕后，需要在同一时刻退出收集状态，则进程表现为异常退出。

若在进程正常运行时执行进程追溯，即追溯某一时刻进程运行信息，可以利用linux系统调用获取线程运行上下文信息，记录需要追溯的原因。同样需要注意的是，所有线程应同时收集栈帧及寄存器信息，并在同一时刻继续正常运行。其对应过程如下：

S301：检测追溯的条件是否满足，满足则进入进程信息追溯模块。

S302：利用linux系统调用获取线程运行上下文信息，记录需要追溯的原因。

S303：调用目标线程向其他线程发送预设信号。

S304：检测是否所有线程准备好了收集栈帧及寄存器信息，当存在未准备好的线程，已经准备好的线程静默。

S305：所有线程同一时刻收集栈帧及寄存器信息。

S306：检测是否所有线程收集完栈帧及寄存器信息，当有线程未收集完，已收集完的线程静默。

S307：在所有线程的栈帧及寄存器信息均收集完毕后，所有线程同一时刻继续运行，进程继续运行。

参见图3，图3为本申请实施例所提供的进程正常时进程追溯过程示意图，图3同样以进程包含线程A、线程B和线程C为例进行说明，图3中从上到下表示追溯过程的时间发展顺序，以线程A作为目标线程，向线程B和线程C发送预设信号。在发送预设信号前，可以记录追溯原因。其余过程与图2相似，在此不作重复说明。

下面对本申请实施例提供的进程追溯系统进行介绍，下文描述的进程追溯系统与上文描述的进程追溯方法可相互对应参照。

图4为本申请实施例所提供的一种进程追溯系统结构示意图，本申请还提供一种进程追溯系统，包括：

告知模块100，用于当接收到进程追溯请求时，调用目标线程向进程的其他线程发送预设信号，以告知其他线程执行信息收集准备；

检测模块200，用于检测所有线程是否均已准备收集栈帧及寄存器信息；

信息收集模块300，用于所述检测模块的检测结果为是时，控制所有线程同一时刻收集栈帧及寄存器信息；所述栈帧及所述寄存器信息用于追溯进程。

基于上述实施例，作为优选的实施例，还包括：

请求生成模块，用于当进程异常退出时，生成所述进程追溯请求。

基于上述实施例，作为优选的实施例，还包括：

参数记录模块，用于调用致命信号处理函数记录信号参数信息；所述信号参数信息包括信号值、信号类型、信号原因、信号地址中的至少一项。

基于上述实施例，作为优选的实施例，还包括：

进程终止模块，用于控制进程的所有线程在同一时刻退出，并终止所述进程。

基于上述实施例，作为优选的实施例，还包括：

追溯单元，用于获取线程运行上下文信息，记录进程追溯原因。

基于上述实施例，作为优选的实施例，还包括：

文件保存模块，用于生成所述栈帧及所述寄存器信息对应的追溯文件，并保存在本地设备。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，该计算机程序被执行时可以实现上述实施例所提供的步骤。该存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本申请还提供了一种服务器，可以包括存储器和处理器，所述存储器中存有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时，可以实现上述实施例所提供的步骤。当然所述服务器还可以包括各种网络接口，电源等组件。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例提供的系统而言，由于其与实施例提供的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (7)

1.一种进程追溯方法，其特征在于，包括：

当接收到进程追溯请求时，调用目标线程向进程的其他线程发送预设信号，以告知其他线程执行信息收集准备；

检测所有线程是否均已准备收集栈帧及寄存器信息；

若是，控制所有线程同一时刻收集栈帧及寄存器信息；所述栈帧及所述寄存器信息用于追溯进程；

其中，当进程异常退出时，生成所述进程追溯请求；

其中，调用目标线程向进程的其他线程发送预设信号之前，还包括：

调用致命信号处理函数记录信号参数信息；所述信号参数信息包括信号值、信号类型、信号原因、信号地址中的至少一项；

其中，控制所有线程同一时刻收集栈帧及寄存器信息之后，还包括：

生成所述栈帧及所述寄存器信息对应的追溯文件，并保存在本地设备。

2.根据权利要求1所述的进程追溯方法，其特征在于，所述预设信号还用于处理进程异常退出前的未完成任务。

3.根据权利要求1所述的进程追溯方法，其特征在于，控制所有线程同一时刻收集栈帧及寄存器信息之后，还包括：

控制进程的所有线程在同一时刻退出，并终止所述进程。

4.根据权利要求1所述的进程追溯方法，其特征在于，还包括：

获取线程运行上下文信息，记录进程追溯原因。

5.一种进程追溯系统，其特征在于，包括：

告知模块，用于当接收到进程追溯请求时，调用目标线程向进程的其他线程发送预设信号，以告知其他线程执行信息收集准备；

检测模块，用于检测所有线程是否均已准备收集栈帧及寄存器信息；

信息收集模块，用于所述检测模块的检测结果为是时，控制所有线程同一时刻收集栈帧及寄存器信息；所述栈帧及所述寄存器信息用于追溯进程；

请求生成模块，用于当进程异常退出时，生成所述进程追溯请求；

参数记录模块，用于调用致命信号处理函数记录信号参数信息；所述信号参数信息包括信号值、信号类型、信号原因、信号地址中的至少一项；

文件保存模块，用于生成所述栈帧及所述寄存器信息对应的追溯文件，并保存在本地设备。

6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-4任一项所述的进程追溯方法的步骤。

7.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现如权利要求1-4任一项所述的进程追溯方法的步骤。