面试题：Python多线程程序调试之基础方法

Question

在Python多线程程序中，常用的调试工具如`pdb`如何应用于多线程场景？请举例说明如何使用`pdb`在多线程代码中设置断点，检查变量值。

Answer 1

1. 使用pdb调试多线程的难点：
   • 常规的pdb在多线程环境下有局限性，因为它一次只能暂停一个线程，并且默认只会暂停主线程。
2. threading.settrace结合pdb的方法：
   • 可以使用threading.settrace函数，它允许为每个线程设置一个跟踪函数。结合pdb，可以实现对多线程的调试。
   • 示例代码如下：

import threading
import pdb


def worker():
    num = 10
    pdb.set_trace()
    result = num * 2
    return result


if __name__ == '__main__':
    def tracefunc(frame, event, arg):
        if event == 'call':
            pdb.set_trace()
        return tracefunc

    threading.settrace(tracefunc)
    t = threading.Thread(target = worker)
    t.start()
    t.join()

• 在上述代码中：
  • worker函数是线程执行的函数，其中在函数内使用pdb.set_trace()设置了断点。
  • 在__main__部分，定义了tracefunc函数作为跟踪函数，当event为call时，即线程开始调用函数时，使用pdb.set_trace()设置断点。
  • 然后使用threading.settrace将tracefunc设置为线程跟踪函数，这样当线程启动时，就会进入调试模式。

3. 使用pdbpp：
   • pdbpp是pdb的增强版本，对多线程调试有更好的支持。
   • 首先安装pdbpp：pip install pdbpp。
   • 示例代码如下：

import threading
import pdbpp


def worker():
    num = 10
    pdbpp.set_trace()
    result = num * 2
    return result


if __name__ == '__main__':
    t = threading.Thread(target = worker)
    t.start()
    t.join()

• 在这个示例中，worker函数内使用pdbpp.set_trace()设置断点，pdbpp能更好地处理多线程场景下的调试，比如在调试时可以通过命令切换不同线程查看变量等。

在调试多线程代码时，通过上述方法，在断点处可以使用pdb或pdbpp的命令（如p查看变量值，n单步执行等）来检查变量值和调试代码逻辑。