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Go程序崩溃现场应该如何保留?

Linux操作系统 作者:大雄45 时间:2021-11-27 16:48:42 0 删除 编辑
导读 Go 程序突然莫名崩溃后,当日志记录没有覆盖到错误场景时,还有别的方法排查吗?

Go程序崩溃现场应该如何保留?Go程序崩溃现场应该如何保留?
没有消灭一切的银弹,也没有可以保证永不出错的程序。我们应当如何捕捉 Go 程序错误?我想同学们的第一反应是:打日志。

但错误日志的能力是有限的。第一,日志是开发者在代码中定义的打印信息,我们没法保证日志信息能包含所有的错误情况。第二,在 Go 程序中发生 panic 时,我们也并不总是能通过 recover 捕获(没法插入日志代码)。

那线上 Go 程序突然莫名崩溃后,当日志记录没有覆盖到错误场景时,还有别的方法排查吗?

core dump

core dump 又即核心转储,简单来说它就是程序意外终止时产生的内存快照。我们可以通过 core dump 文件来调式程序,找出其崩溃原因。

在   平台上,可通过ulimit -c 查看核心转储配置,系统默认为 0,表明未开启 core dump 记录功能。

$ ulimit -c 
0

可以使用ulimit -c [size] 指定记录 core dump 文件的大小,即是开启 core dump 记录。当然,如果电脑资源足够,避免 core dump 丢失或记录不全,也可执行ulimit -c unlimited而不限制 core dump 文件大小。

那在 Go 程序中,如何开启 core dump 呢?

GOTRACEBACK

我们在你真的懂string与[]byte的转换了吗一文中探讨过 string 转 []byte 的黑魔法,如下例所示。

package main 
 
import ( 
 "reflect" 
 "unsafe" 
) 
 
func String2Bytes(s string) []byte { 
 sh := (*reflect.StringHeader)(unsafe.Pointer(&s)) 
 bh := reflect.SliceHeader{ 
  Data: sh.Data, 
  Len:  sh.Len, 
  Cap:  sh.Len, 
 } 
 return *(*[]byte)(unsafe.Pointer(&bh)) 
} 
 
func Modify() { 
 a := "hello" 
 b := String2Bytes(a) 
 b[0] = 'H' 
} 
 
func main() { 
 Modify() 
}

string 是不可以被修改的,当我们将 string 类型通过黑魔法转为 []byte 后,企图修改其值,程序会发生一个不能被 recover 捕获到的错误。

$ go run main.go 
unexpected fault address 0x106a6a4 
fatal error: fault 
[signal SIGBUS: bus error code=0x2 addr=0x106a6a4 pc=0x105b01a] 
 
goroutine 1 [running]: 
runtime.throw({0x106a68b, 0x0}) 
 /usr/local/go/src/runtime/panic.go:1198 +0x71 fp=0xc000092ee8 sp=0xc000092eb8 pc=0x102bad1 
runtime.sigpanic() 
 /usr/local/go/src/runtime/signal_unix.go:732 +0x1d6 fp=0xc000092f38 sp=0xc000092ee8 pc=0x103f2f6 
main.Modify(...) 
 /Users/slp/github/PostDemo/coreDemo/main.go:21 
main.main() 
 /Users/slp/github/PostDemo/coreDemo/main.go:25 +0x5a fp=0xc000092f80 sp=0xc000092f38 pc=0x105b01a 
runtime.main() 
 /usr/local/go/src/runtime/proc.go:255 +0x227 fp=0xc000092fe0 sp=0xc000092f80 pc=0x102e167 
runtime.goexit() 
 /usr/local/go/src/runtime/asm_amd64.s:1581 +0x1 fp=0xc000092fe8 sp=0xc000092fe0 pc=0x1052dc1 
exit status 2

这些堆栈信息是由 GOTRACEBACK 变量来控制打印粒度的,它有五种级别。

  • none,不显示任何 goroutine 堆栈信息
  • single,默认级别,显示当前 goroutine 堆栈信息
  • all,显示所有 user (不包括 runtime)创建的 goroutine 堆栈信息
  • system,显示所有 user + runtime 创建的 goroutine 堆栈信息
  • crash,和 system 打印一致,但会生成 core dump 文件(Unix 系统上,崩溃会引发 SIGABRT 以触发core dump)
  • 如果我们将 GOTRACEBACK 设置为 system ,我们将看到程序崩溃时所有 goroutine 状态信息

    $ GOTRACEBACK=system go run main.go 
    unexpected fault address 0x106a6a4 
    fatal error: fault 
    [signal SIGBUS: bus error code=0x2 addr=0x106a6a4 pc=0x105b01a] 
     
    goroutine 1 [running]: 
    runtime.throw({0x106a68b, 0x0}) 
    ... 
     
    goroutine 2 [force gc (idle)]: 
    runtime.gopark(0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0) 
    ... 
    created by runtime.init.7 
     /usr/local/go/src/runtime/proc.go:294 +0x25 
     
    goroutine 3 [GC sweep wait]: 
    runtime.gopark(0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0) 
    ... 
    created by runtime.gcenable 
     /usr/local/go/src/runtime/mgc.go:181 +0x55 
     
    goroutine 4 [GC scavenge wait]: 
    runtime.gopark(0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0) 
    ... 
    created by runtime.gcenable 
     /usr/local/go/src/runtime/mgc.go:182 +0x65 
    exit status 2

    如果想获取 core dump 文件,那么就应该把 GOTRACEBACK 的值设置为 crash 。当然,我们还可以通过 runtime/debug 包中的 SetTraceback 方法来设置堆栈打印级别。

    delve 调试

    delve 是 Go 语言编写的 Go 程序调试器,我们可以通过 dlv core 命令来调试 core dump。

    首先,通过以下命令安装 delve

    go get -u github.com/go-delve/delve/cmd/dlv

    还是以上文中的例子为例,我们通过设置 GOTRACEBACK 为 crash 级别来获取 core dump 文件

    $ tree 
    . 
    └── main.go 
    $ ulimit -c unlimited 
    $ go build main.go 
    $ GOTRACEBACK=crash ./main 
    ... 
    Aborted (core dumped) 
    $ tree 
    . 
    ├── core 
    ├── main 
    └── main.go 
    $ ls -alh core 
    -rw------- 1 slp slp 41M Oct 31 22:15 core

    此时,在同级目录得到了 core dump 文件 core(文件名、存储路径、是否加上进程号都可以配置修改)。

    通过 dlv 调试器来调试 core 文件,执行命令格式 dlv core 可执行文件名 core文件

    $ dlv core main core 
    Type 'help' for list of commands. 
    (dlv)

    命令 goroutines 获取所有 goroutine 相关信息

    (dlv) goroutines 
    * Goroutine 1 - User: ./main.go:21 main.main (0x45b81a) (thread 18061) 
      Goroutine 2 - User: /usr/local/go/src/runtime/proc.go:367 runtime.gopark (0x42ed96) [force gc (idle)] 
      Goroutine 3 - User: /usr/local/go/src/runtime/proc.go:367 runtime.gopark (0x42ed96) [GC sweep wait] 
      Goroutine 4 - User: /usr/local/go/src/runtime/proc.go:367 runtime.gopark (0x42ed96) [GC scavenge wait] 
    [4 goroutines] 
    (dlv)

    Goroutine 1 是出问题的 goroutine (带有 * 代表当前帧),通过命令 goroutine 1 切换到其栈帧

    (dlv) goroutine 1 
    Switched from 1 to 1 (thread 18061) 
    (dlv)

    执行命令 bt(breakpoints trace) 查看当前的栈帧详细信息

    (dlv) bt 
    0  0x0000000000454bc1 in runtime.raise 
       at /usr/local/go/src/runtime/sys_linux_amd64.s:165 
    1  0x0000000000452f60 in runtime.systemstack_switch 
       at /usr/local/go/src/runtime/asm_amd64.s:350 
    2  0x000000000042c530 in runtime.fatalthrow 
       at /usr/local/go/src/runtime/panic.go:1250 
    3  0x000000000042c2f1 in runtime.throw 
       at /usr/local/go/src/runtime/panic.go:1198 
    4  0x000000000043fa76 in runtime.sigpanic 
       at /usr/local/go/src/runtime/signal_unix.go:742 
    5  0x000000000045b81a in main.Modify 
       at ./main.go:21 
    6  0x000000000045b81a in main.main 
       at ./main.go:25 
    7  0x000000000042e9c7 in runtime.main 
       at /usr/local/go/src/runtime/proc.go:255 
    8  0x0000000000453361 in runtime.goexit 
       at /usr/local/go/src/runtime/asm_amd64.s:1581 
    (dlv)

    通过 5 0x000000000045b81a in main.Modify 发现了错误代码所在函数,执行命令 frame 5 进入函数具体代码

    (dlv) frame 5 
    > runtime.raise() /usr/local/go/src/runtime/sys_linux_amd64.s:165 (PC: 0x454bc1) 
    Warning: debugging optimized function 
    Frame 5: ./main.go:21 (PC: 45b81a) 
        16: } 
        17: 
        18: func Modify() { 
        19:  a := "hello" 
        20:  b := String2Bytes(a) 
    =>  21:  b[0] = 'H' 
        22: } 
        23: 
        24: func main() { 
        25:  Modify() 
        26: } 
    (dlv)

    自此,破案了,问题就出在了擅自修改 string 底层值。

    Mac 不能使用

    有一点需要注意,上文 core dump 生成的例子,我是在 linux 系统下完成的,mac amd64 系统没法弄(很气,害我折腾了两个晚上)。

    这是由于 mac 系统下的 Go 限制了生成 core dump 文件,这个在 Go 源码 src/runtime/signal_unix.go 中有相关说明。

    //go:nosplit 
    func crash() { 
     // OS X core dumps are linear dumps of the mapped memory, 
     // from the first virtual byte to the last, with zeros in the gaps. 
     // Because of the way we arrange the address space on 64-bit systems, 
     // this means the OS X core file will be >128 GB and even on a zippy 
     // workstation can take OS X well over an hour to write (uninterruptible). 
     // Save users from making that mistake. 
     if GOOS == "darwin" && GOARCH == "amd64" { 
      return 
     } 
     
     dieFromSignal(_SIGABRT) 
    }
    总结

    core dump 文件是操作系统提供给我们的一把利器,它是程序意外终止时产生的内存快照。利用 core dump,我们可以在程序崩溃后更好地恢复事故现场,为故障排查保驾护航。

    当然,core dump 文件的生成也是有弊端的。core dump 文件较大,如果线上服务本身内存占用就很高,那在生成 core dump 文件上的内存与时间开销都会很大。另外,我们往往会布置服务守护进程,如果我们的程序频繁崩溃和重启,那会生成大量的 core dump 文件(设定了core+pid 命名规则),产生磁盘打满的风险(如果放开了内核限制 ulimit -c unlimited)。

    最后,如果担心错误日志不能帮助我们定位 Go 代码问题,我们可以为它开启 core dump 功能,在 hotfix 上增加奇兵。对于有守护进程的服务,建议设置好 ulimt -c 大小限制。

    原文来自:

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