线程是操作系统向其授予处理器时间的指令序列。 在操作系统中运行的每个进程都包含至少一个线程。 包含多个线程的进程称为多线程。有多个处理器、多核处理器或超线程进程的计算机可以同时运行多个线程。 使用多个线程的并行处理可以极大地提高程序性能,但也可能导致调试变得更加困难,因为正在跟踪多个线程。

多线程处理可能会引入新类型的潜在 bug。 例如,两个或多个线程可能需要访问同一资源,但是一次只能有一个线程可以安全地访问该资源。 需要某种形式的互斥才能确保每次只有一个线程访问该资源。 如果未正确实现互斥,则可能会创建不会执行任何线程的死锁情况。 死锁通常是一个难以调试的问题。

用于调试多线程应用的工具

Visual Studio 提供不同的工具用于调试多线程应用程序。

  • 对于线程,调试线程的主要工具有 "线程" 窗口、源窗口中的线程标记、"并行堆栈" 窗口、"并行监视" 窗口和 "调试位置" 工具栏。

  • 对于使用任务并行库(TPL)或并发运行时的代码,用于调试的主要工具是 "并行堆栈" 窗口、"并行监视" 窗口和 "任务" 窗口,该窗口还支持JavaScript. 

  • 对于调试 GPU 上的线程,主要工具是“GPU 线程”窗口。

  • 对于进程,主要工具是“附加到进程”对话框、“进程”窗口和“调试位置”工具栏。

Visual Studio 还提供功能强大的断点和跟踪点,在调试多线程应用程序时,这会很有用。 使用断点条件和筛选器将断点置于单个线程上。 使用跟踪点可以在不中断的情况下跟踪程序的执行,从而研究死锁之类的问题。

调试具有用户界面的多线程应用程序可能会特别困难。 可以考虑在另一台计算机上运行应用程序并使用远程调试。 

使用 "线程" 窗口调试多线程应用

多个 Visual Studio 用户界面元素可帮助调试多线程应用。 下面介绍 "代码编辑器" 窗口、"调试位置" 工具栏和 "线程" 窗口中的多线程调试功能。 

“启动调试”

  1. 代码行上设置断点,方法是单击左侧的滚动条线,或选择线条并按F9。断点在代码行旁边的左侧滚动条中显示为红色圆圈。

  2. 选择 "调试" > "开始调试",或按F5。

    应用程序在调试模式下启动,并在断点处暂停。

  3. 在中断模式下,通过选择 "调试" > Windows > 线程打开 "线程" 窗口。 你必须在调试会话中才能打开或查看线程和其他调试窗口。

检查线程标记

  1. "线程" 窗口中右键单击,然后选择菜单中的 "在源中显示线程"

    源代码行旁边的装订线现在显示一个线程标记图标线程标记线程标记指示线程在此位置停止。 如果该位置有多个已停止的线程,则会显示多个线程图标。

  2. 将指针悬停在线程标记上。 显示数据提示,并显示已停止的线程或线程的名称和线程 ID 号。 线程名称可能 <No Name>

    为了帮助识别不需要的线程,您可以在 "线程" 窗口中重命名它们。 右键单击该线程,然后选择 "重命名"。

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