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遭遇“死循环”

昨天看了“外刊IT评论”上的一篇名为《软件编程21法则》的文章,文章中提到的一条法则是:“软件直到被变成产品运行至少6个月后,它最严重的问题才会被发现”,当时表示认同。不过仅仅相隔一天,这条法则就变成了眼前的现实。

今天上午我们的某版本系统在某省出现了故障,该版本在这个省上线恰好将近6个月^_^,系统上线以来一直运行良好,直到这次故障。故障现象为"挂死":所有进程都挂死在某一把锁的lock上。以前出现这种情况多为某个进程加锁后,在锁内异常退出,未能释放锁而导致其他进程挂死。这种"挂死"多是代码中访问非法内存地址导致的,一般都会有core文件dump出来。不过这次出现挂死后,我们并未找到core文件的影子。查看系统运行日志也无果。通过脚本将所有该应用的子进程的运行栈快照收集到一个文件中,然后对这个数据庞大的文件进行分析,以试图找到一些蛛丝马迹。

分析发现绝大多数子进程都挂起了,其运行栈栈顶多为:
lwp_mutex_timedlock (f1444c28, 0)

不过只有一个进程与众不同,它的栈顶是一个我们自己实现的函数,这里暂且称这个函数为foo_func吧。迅速查看foo_func的源码实现,发现一个while循环,第一时间想到:是不是foo_func进入while死循环了?在故障应用主机上用top查看一下系统运行状态,发现确有一个进程占用cpu很高,而且持续很高。pstack一下这个进程,栈顶端果真就是foo_func,“死循环”的推论是正确的。 即使这个进程死循环了,怎么会连累其他进程也停止工作了呢?原因就在于这个死循环是在这个子进程获得锁之后发生的,因为死循环了,导致无法释放这把锁,其他子进程干着急也无可奈何!

foo_func为何能进入死循环?仔细斟酌一下foo_func的代码也不难得出:代码中混用了int和unsigned char,导致数组下标值变为负数,数组访问溢出,读取到的值是随机值,所以死循环也是随机发生的(之前几个月运行都良好也是因为这个原因)。 C语言不是强类型的,int和unsigned char两个宽度不同的类型可以放在一起使用。C编译器帮你做隐式转换,转换规则虽不十分复杂(C99引入了rank概念后,转换规则略就显复杂了),但也很容易犯错,这也是我们常说的C陷阱之一。另外foo_func代码本身的功能逻辑也有漏洞,这里就不细说了。

发布一款轻量级C语言单元测试框架

基于各种xUnit框架的单元测试早已不是什么新鲜玩意儿,不过在"古老"的C语言领域,还尚未有哪种框架可以成为“寡头”。

记得2005年末的时候,初出茅庐的我吸取xUnit的设计思想在业余时间编写了一个轻量级的C单元测试框架lcut(Lightweight C Unit Test framework),当时还写了一篇文章《C单元测试包设计与实现》记录了最初的设计和实现思路。本打算将这个小工具在部门内至少是项目内推广,可无奈当时部门内部尚未认识到使用框架工具进行单元测试的好处,或者尚未形成此种技术风气,当时的我也是“人轻言微”,因此这个小工具也没能吸引足够的眼球。这么长时间以来,都是我自己一直在使用,
其间,lcut做了两次小规模修改。特别是最后一次修改,通过增加测试用例执行的返回状态(增加LCUT_TEST_RESULT()宏),让lcut可以与一些持续集成工具(如cruisecontrol.rb)结合在一起使用。

随着部门同事对单元测试认识度的提升,基于框架的单元测试也逐渐在组内执行开来,有人使用cmockery,有人使用CuTest,也有一些新同事参考以前我编写的代码开始使用lcut。中秋假期在家读完《The Passionate Programmer》(中文版名为:《我编程,我快乐-程序员职业规划之道》)后,颇有感触。这几天突然就有了把lcut发布出去的想法(咱不能总享用,不付出吧^_^)。

发布出去前的准备工作还是蛮多的:
* 挑选一个合适的开源项目托管平台
以前是sourceforge一家独大,现在则有许多选择,主流的平台包括Google code、githublaunchpad等,最终我选择了Google Code,其实也没有什么具体理由,只是因为一直都使用Google的产品,惯性使然。如果你之前已经拥有了Google的account,那么使用Google code就更加方便了。具体如何操作,Google Code有详细的官方manual供你查阅。

* "美化"和包装代码
发布出去之前,需要先对lcut代码进行一下"美化",毕竟在家里显摆和在大庭广众下展示是有不同的。代码的格式最好能适应大多数人(或者是编辑器)的口味(比如将TAB换成空格),可利用类似astyle这样的代码格式化工具按照配置号的规则对代码做一次全量格式化。另外由于要应对不同平台、不同OS,我们还要考虑代码的可移植问题,这方面我采用autoconf和automake重新编写了lcut的构建脚本。

* 测试
为了保证发布出去的包可用且是正确的,当然需要做测试了。构建测试、安装测试以及包本身的功能测试,这个还是很耗费精力的。lcut在Ubuntu 10.04(x86 32bit)和Solaris 10(x86 and Sparc)平台下都测试通过。

* 文档
头疼!lcut本身就没什么文档,另外考虑到一般对外发布都使用English编写文档,我就更纠结了。在目前发布的lcut-0.1.0版本中,文档确是欠缺的。要知lcut是如何使用的,可参考我上面提到的《C单元测试包设计与实现》或看src/example下的例子。

* Roadmap
lcut尽可能做到不是“发布后不管”,所以还要有Roadmap或是TODO计划。这里想到两点:一是补文档; 二是打算为lcut增加mock功能。

明天就是国庆了,这里将lcut(http://code.google.com/p/lcut/)发布出来权当国庆献礼了,欢迎大家试用并提出宝贵意见和建议。

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