如何使用ThreadSanitizer调试C++多线程错误？

ThreadSanitizer (TSan) 可在 C 代码运行时检测多线程错误，步骤如下：编译代码：clang -fsanitize=thread ...添加链接标志：-ltsanTSan 会检测竞争情况和数据争用，并打印错误消息。如代码中存在数据争用错误，TSan 会打印类似 “data race” 的消息。

如何使用 ThreadSanitizer 调试 C 多线程错误

简介

ThreadSanitizer (TSan) 是一种动态分析工具，用于检测 C 代码中的多线程错误。与其他调试工具不同，它可以在实际运行时检测到这些错误，而不仅仅是静态分析。

安装 TSan

要在您的项目中使用 TSan，请按照以下步骤操作：

1. 使用以下命令编译您的代码：

clang++ -fsanitize=thread ...

2. 将以下标志添加到链接命令中：

-ltsan

用法

TSan 会自动插入检查代码，以检测竞争情况和数据争用。如果它检测到错误，它将打印一条消息并退出程序。

以下是一些常见的 TSan 错误消息：

• "data race": 两个线程同时写入共享变量。
• "lock-order-inversion": 两个线程以错误的顺序获取/释放锁。
• "deadlock": 两个线程等待对方释放的锁。

实战案例

考虑以下代码，其中存在数据争用错误：

#include <thread>
#include <vector>

std::vector<int> v;

void thread_function(int num) {
  std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));
  v.push_back(num);
}

int main() {
  std::vector<std::thread> threads;
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    threads.push_back(std::thread(thread_function, i));
  }
  for (auto& t : threads) {
    t.join();
  }
}

编译并运行此代码，TSan 将检测到数据争用错误并打印类似于以下内容的消息：

==3677061== ThreadSanitizer: data race on write to size 4 at 0x7ffc48162990 in thread T1
...
==3677061== ThreadSanitizer: data race on write to size 4 at 0x7ffc481629d0 in thread T3

结论

ThreadSanitizer 是调试 C 多线程错误的强大工具。它可以在实际运行时检测到这些错误，从而加快开发过程并确保代码的健壮性。

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