⛓️ 🌀 🥓 Visual Studio 2010のマルチスレッドアプリケーションのデバッグガイド 📡 👨‍⚖️ 🐍

この記事では、 Parallel TasksウィンドウとParallel Stacksウィンドウを使用して、Visual Studio 2010でマルチスレッドアプリケーションをデバッグする方法を説明します。これらのウィンドウは、マルチスレッドアプリケーションの実行構造を理解し、タスクパラレルライブラリを使用するコードの正しい動作を確認するのに役立ちます。

私たちは学びます：

実行されたスレッドの呼び出しスタックを監視する方法
アプリケーションで作成されたタスクのリストの表示方法（System.Threading.Tasks。Task）
並列タスクおよび並列スタックのデバッグウィンドウでナビゲートする方法
vs2010でデバッグの面白くて役に立つささいなことを学ぶ

注意、たくさんの写真

準備する

テストには、VS 2010が必要です。この記事の画像は、Intel Core i3プロセッサを使用して取得したものです

プロジェクトコード

VBおよびC ++言語のコードは、このページにあります。

using System; using System.Threading; using System.Threading.Tasks; using System.Diagnostics; class S { static void Main() { pcount = Environment.ProcessorCount; Console .WriteLine( "Proc count = " + pcount); ThreadPool.SetMinThreads(4, -1); ThreadPool.SetMaxThreads(4, -1); t1 = new Task(A, 1); t2 = new Task(A, 2); t3 = new Task(A, 3); t4 = new Task(A, 4); Console .WriteLine( "Starting t1 " + t1.Id.ToString()); t1.Start(); Console .WriteLine( "Starting t2 " + t2.Id.ToString()); t2.Start(); Console .WriteLine( "Starting t3 " + t3.Id.ToString()); t3.Start(); Console .WriteLine( "Starting t4 " + t4.Id.ToString()); t4.Start(); Console .ReadLine(); } static void A( object o) { B(o); } static void B( object o) { C(o); } static void C( object o) { int temp = ( int )o; Interlocked.Increment( ref aa); while (aa < 4) { ; } if (temp == 1) { // BP1 - all tasks in C Debugger.Break(); waitFor1 = false ; } else { while (waitFor1) { ; } } switch (temp) { case 1: D(o); break ; case 2: F(o); break ; case 3: case 4: I(o); break ; default : Debug.Assert( false , "fool" ); break ; } } static void D( object o) { E(o); } static void E( object o) { // break here at the same time as H and K while (bb < 2) { ; } //BP2 - 1 in E, 2 in H, 3 in J, 4 in K Debugger.Break(); Interlocked.Increment(<font color="#0000ff">ref bb); //after L(o); } static void F( object o) { G(o); } static void G( object o) { H(o); } static void H( object o) { // break here at the same time as E and K Interlocked.Increment( ref bb); Monitor.Enter(mylock); while (bb < 3) { ; } Monitor.Exit(mylock); //after L(o); } static void I( object o) { J(o); } static void J( object o) { int temp2 = ( int )o; switch (temp2) { case 3: t4.Wait(); break ; case 4: K(o); break ; default : Debug.Assert( false , "fool2" ); break ; } } static void K( object o) { // break here at the same time as E and H Interlocked.Increment( ref bb); Monitor.Enter(mylock); while (bb < 3) { ; } Monitor.Exit(mylock); //after L(o); } static void L( object oo) { int temp3 = ( int )oo; switch (temp3) { case 1: M(oo); break ; case 2: N(oo); break ; case 4: O(oo); break ; default : Debug.Assert( false , "fool3" ); break ; } } static void M( object o) { // breaks here at the same time as N and Q Interlocked.Increment( ref cc); while (cc < 3) { ; } //BP3 - 1 in M, 2 in N, 3 still in J, 4 in O, 5 in Q Debugger.Break(); Interlocked.Increment( ref cc); while ( true ) Thread.Sleep(500); // for ever } static void N( object o) { // breaks here at the same time as M and Q Interlocked.Increment( ref cc); while (cc < 4) { ; } R(o); } static void O( object o) { Task t5 = Task.Factory.StartNew(P, TaskCreationOptions.AttachedToParent); t5.Wait(); R(o); } static void P() { Console .WriteLine( "t5 runs " + Task.CurrentId.ToString()); Q(); } static void Q() { // breaks here at the same time as N and M Interlocked.Increment( ref cc); while (cc < 4) { ; } // task 5 dies here freeing task 4 (its parent) Console .WriteLine( "t5 dies " + Task.CurrentId.ToString()); waitFor5 = false ; } static void R( object o) { if (( int )o == 2) { //wait for task5 to die while (waitFor5) { ;} int i; //spin up all procs for (i = 0; i < pcount - 4; i++) { Task t = Task.Factory.StartNew(() => { while ( true );}); Console .WriteLine( "Started task " + t.Id.ToString()); } Task.Factory.StartNew(T, i + 1 + 5, TaskCreationOptions.AttachedToParent); //scheduled Task.Factory.StartNew(T, i + 2 + 5, TaskCreationOptions.AttachedToParent); //scheduled Task.Factory.StartNew(T, i + 3 + 5, TaskCreationOptions.AttachedToParent); //scheduled Task.Factory.StartNew(T, i + 4 + 5, TaskCreationOptions.AttachedToParent); //scheduled Task.Factory.StartNew(T, (i + 5 + 5).ToString(), TaskCreationOptions.AttachedToParent); //scheduled //BP4 - 1 in M, 2 in R, 3 in J, 4 in R, 5 died Debugger.Break(); } else { Debug.Assert(( int )o == 4); t3.Wait(); } } static void T( object o) { Console .WriteLine( "Scheduled run " + Task.CurrentId.ToString()); } static Task t1, t2, t3, t4; static int aa = 0; static int bb = 0; static int cc = 0; static bool waitFor1 = true ; static bool waitFor5 = true ; static int pcount; static S mylock = new S(); }
*このソースコードは、ソースコードハイライターで強調表示されました。

並列スタックウィンドウ：スレッドビュー

ステップ1

新しいプロジェクトのスタジオにコードをコピーし、デバッグモード（F5）で実行します。プログラムは、最初のブレークポイントでコンパイル、開始、停止します。
メニューデバッグ→ウィンドウで、 並列スタックをクリックします。このウィンドウを使用して、並列スレッドのいくつかの呼び出しスタックを確認できます。次の図は、最初の停止点でのプログラムの状態を示しています。 [ デバッグ ] →[ウィンドウ ]メニューの同じ場所で、[ コールスタック]ウィンドウがオンになります。これらのウィンドウは、プログラムのデバッグ中にのみ使用できます。コードを書いている時点では、それらは単に表示されていません。

図では、4つのスレッドがグループ化されています。これは、それらのスタックフレームが同じメソッドコンテキストに属しているためです。つまり、同じメソッド（A、B、C）であるということです。スレッドIDを確認するには、「4スレッド」ヘッダーをポイントする必要があります。現在のストリームは太字で強調表示されます 。黄色の矢印は、現在のスレッドのアクティブなスタックフレームを示します。追加情報を取得するには、マウスを移動する必要があります。

不要な情報を削除したり、有効にしたりするには（たとえば、モジュール名、シフト、パラメーター名、およびそれらのタイプなど）、 Call Stackウィンドウのテーブルヘッダーを右クリックする必要があります（Windows環境全体で同様に行われます）。

青色の枠は、現在のスレッド（太字で強調表示されている）がこれらのスレッドの一部であることを意味します。

ステップ2

プログラムを2番目の停止ポイント（F5）まで続行します。次のスライドは、2番目のポイントでのフローの状態を示しています。

最初のステップでは、4つのスレッドがメソッドA 、 B、およびCから来ました。この情報は[ Parallel Stacks]ウィンドウで引き続き利用できますが、これらの4つのストリームはさらに開発されています。 1つのスレッドがDで続き、次にEで続きました。もう一方はF 、 G 、そしてHです。 他の2つはIとJにあり、そこから1つはKに向かい、もう1つはユーザー以外の外部コードに進みました。

ストリームをダブルクリックすると、別のストリームに切り替えることができます。メソッドKが見たいです。これを行うには、 MyCalss.Kをダブルクリックします

Parallel Stacksは情報を表示し、スタジオのデバッガーはこの場所のコードを表示します。 [ メソッドビューの切り替え]をクリックし、 Kまでのメソッドの履歴（階層）の画像を確認します。

ステップ3

3つの割り込みまでデバッグを続けます。

複数のスレッドが同じメソッドに到達したが、そのメソッドが呼び出しスタックの先頭にない場合、メソッドLで発生したように、異なるフレームに表示されます。
Lメソッドをダブルクリックします。こんな写真が撮れます

メソッドLは、他の2つのフレームでも太字であるため、まだ表示されている場所を確認できます。どのフレームがメソッドLを呼び出すかを確認するには、表示モードを切り替えます（ メソッドビューの切り替え ）。次のものが得られます。

コンテキストメニューには、「 16進表示 」や「 外部コードの 表示」などの項目があります。後者のモードを有効にすると、ダイアグラムは前のものよりも大きくなり、 非ユーザーコードに関する情報が含まれます。

ステップ4

4回目の中断までプログラムを継続します。

今回は、図が非常に大きくなり、自動スクロールが救助に来て、すぐに適切な場所に移動します。 また、鳥瞰図は、大きなチャートをすばやくナビゲートするのに役立ちます。（右下の小さなボタン）。自動ズームとその他の喜びは、本当に大きなマルチスレッドアプリケーションをナビゲートするのに役立ちます。

並列タスクウィンドウおよび並列スタックウィンドウのタスクビュー