使用Visual Studio调试多线程应用程序

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作者:

@小白创作中心

使用Visual Studio调试多线程应用程序

引用

来源

https://learn.microsoft.com/zh-cn/visualstudio/debugger/get-started-debugging-multithreaded-apps?view=vs-2019

本文将详细介绍如何使用Visual Studio调试多线程应用程序。通过本文，你将学习到如何使用线程标记、并行堆栈窗口、并行监视窗口、条件断点等工具，以及如何创建和调试多线程应用项目。本文提供了C#、Visual Basic和C++三种语言的代码示例，适合有一定编程基础的技术人员阅读。

创建一个多线程应用项目

打开Visual Studio并创建一个新项目。如果“开始”窗口未打开，请选择“文件”>“启动窗口”。
在“开始”窗口上，选择“创建新项目”。
在“创建新项目”窗口的搜索框中输入或键入“控制台”。接下来，从“语言”列表中选择“C#”、“C++”或“Visual Basic”，然后从“平台”列表中选择“Windows”。
应用语言和平台筛选器之后，对.NET或C++选择“控制台应用”模板，然后选择“下一步”。
在“配置新项目”窗口中，在“项目名称”框中键入或输入MyThreadWalkthroughApp。然后，选择“下一步”或“创建”（视具体提供的选项而定）。
对于.NET Core或.NET 5+项目，选择建议的目标框架或.NET 8，然后选择“创建”。

新的控制台项目随即显示。创建该项目后，将显示源文件。根据所选语言，源文件名称可能是Program.cs、MyThreadWalkthroughApp.cpp或Module1.vb。

删除源文件中显示的代码，并将其替换为以下更新的代码。为代码配置选择适当的代码片段。

C#代码示例

using System;
using System.Threading;

public class ServerClass
{
    static int count = 0;
    // The method that will be called when the thread is started.
    public void InstanceMethod()
    {
        Console.WriteLine(
            "ServerClass.InstanceMethod is running on another thread.");
        int data = count++;
        // Pause for a moment to provide a delay to make
        // threads more apparent.
        Thread.Sleep(3000);
        Console.WriteLine(
            "The instance method called by the worker thread has ended. " + data);
    }
}

public class Simple
{
    public static void Main()
    {
        for (int i = 0; i < 10; i++)
        {
            CreateThreads();
        }
    }

    public static void CreateThreads()
    {
        ServerClass serverObject = new ServerClass();
        Thread InstanceCaller = new Thread(new ThreadStart(serverObject.InstanceMethod));
        // Start the thread.
        InstanceCaller.Start();
        Console.WriteLine("The Main() thread calls this after "
            + "starting the new InstanceCaller thread.");
    }
}

Visual Basic代码示例

Imports System.Threading

Public Class ServerClass
    ' The method that will be called when the thread is started.
    Public count = 0
    Public Sub InstanceMethod()
        Console.WriteLine(
                "ServerClass.InstanceMethod is running on another thread.")
        Dim data = count + 1
        ' Pause for a moment to provide a delay to make
        ' threads more apparent.
        Thread.Sleep(3000)
        Console.WriteLine(
                "The instance method called by the worker thread has ended. " + data)
    End Sub
End Class

Public Class Simple
    Public Shared Sub Main()
        Dim ts As New ThreadStarter
        For index = 1 To 10
            ts.CreateThreads()
        Next
    End Sub
End Class

Public Class ThreadStarter
    Public Sub CreateThreads()
        Dim serverObject As New ServerClass()
        ' Create the thread object, passing in the
        ' serverObject.InstanceMethod method using a
        ' ThreadStart delegate.
        Dim InstanceCaller As New Thread(AddressOf serverObject.InstanceMethod)
        ' Start the thread.
        InstanceCaller.Start()
        Console.WriteLine("The Main() thread calls this after " _
                    + "starting the new InstanceCaller thread.")
    End Sub
End Class

C++代码示例

#include <thread>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>

int count = 0;

void doSomeWork() {
    std::cout << "The doSomeWork function is running on another thread." << std::endl;
    int data = count++;
    // Pause for a moment to provide a delay to make
    // threads more apparent.
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(3));
    std::string str = std::to_string(data);
    std::cout << "The function called by the worker thread has ended. " + str << std::endl;
}

int main() {
    std::vector<std::thread> threads;
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        threads.push_back(std::thread(doSomeWork));
        std::cout << "The Main() thread calls this after starting the new thread" << std::endl;
    }
    for (auto& thread : threads) {
        thread.join();
    }
    return 0;
}

在“文件”菜单上，单击“全部保存”。
（仅适用于Visual Basic）在“解决方案资源管理器”（右窗格）中，右键单击项目节点，然后选择“属性”。在“应用程序”选项卡下，将“启动对象”更改为“简单”。

调试多线程应用

在源代码编辑器中，查找以下代码片段：

Thread.Sleep(3000);
Console.WriteLine();

Thread.Sleep(3000)
Console.WriteLine()

std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(3));
std::cout << "The function called by the worker thread has ended." << std::endl;

在Thread.Sleep语句或std::this_thread::sleep_for语句（针对C++）的左滚动条槽中单击左键，以插入新的断点。在滚动条槽中，红色圆圈表示已在该位置设置了一个断点。
在“调试”菜单上，单击“开始调试(F5)”。Visual Studio将生成该解决方案，应用在附加了调试器的情况下开始运行，然后在断点处停止。
在源代码编辑器中，找到包含断点的行。

发现线程标记

在调试工具栏中，单击“在源中显示线程”按钮。
按F11两次以完成调试器的下一步。
查看窗口左侧的滚动条槽。在此行中，注意“线程标记”图标，类似于一条双绞线。线程标记指示线程在此位置停止。线程标记可以被断点部分隐藏。
将指针悬停在线程标记上。此时会出现一个数据提示，告知你每个已停止线程的名称和线程ID号。在这种情况下，名称可能是。
选择线程标记，以查看快捷菜单上的可用选项。

查看线程位置

在“并行堆栈”窗口中，可以在“线程”视图和“任务”视图（适用于基于任务的编程）之间进行切换，并且可以查看每个线程的调用堆栈信息。在此应用中，我们可以使用“线程”视图。

通过选择“调试”>“窗口”>“并行堆栈”，打开“并行堆栈”窗口。此时会看到如下所示的内容。确切信息可能因每个线程的当前位置、硬件和编程语言而异。

在此示例中，从左到右会看到托管代码的以下信息：

当前线程（黄色箭头）已进入ServerClass.InstanceMethod。可以通过将鼠标悬停在ServerClass.InstanceMethod上来查看线程的线程ID和堆栈帧。
线程31724正在等待线程20272拥有的锁。
主线程（左侧）已在[外部代码]上停止，如果选择“显示外部代码”，则可以详细查看这些代码。

在此示例中，从左到右会看到托管代码的以下信息：