在docker容器中使用gdb调试python3.11的进程

gdb调试python进程的前提条件

1. 安装python及python调试信息
2. 安装gdb工具
3. 安装python-gdb.py扩展

安装过程

我们使用docker来安装以上内容，Dockerfile文件内容如下：

FROM docker.io/centos:7.4.1708# 安装依赖
RUN yum install -y -q epel-release && \yum install -y -q gcc zlib zlib-devel libffi libffi-devel make openssl-devel openssl11 openssl11-devel# 下载python源码包并解压
RUN curl -fSL https://mirrors.huaweicloud.com/python/3.11.2/Python-3.11.2.tgz -o python.tgz && \tar -zxf python.tgz# 编译安装python（包含python调试信息）
RUN cd Python-3.11.2 && \export CPPFLAGS=-I/usr/include/openssl11 && export LDFLAGS=-L/usr/lib64/openssl11 && \./configure --prefix=/usr/python && \make -j "$(nproc)" python && \make install# 创建软链接，将python命令指向Python 3.11.2
RUN ln -sf /usr/python/bin/python3 /usr/bin/python  && \ln -sf /usr/python/bin/pip3 /usr/bin/pip && \sed -i '1s/^.*$/#!\/usr\/bin\/python2.7/' /usr/bin/yum  && \sed -i '1s/^.*$/#!\/usr\/bin\/python2.7/' /usr/libexec/urlgrabber-ext-down# 安装gdb工具
RUN yum install -y -q centos-release-scl && \yum install -y -q devtoolset-9-gdb && \ln -s /opt/rh/devtoolset-9/root/usr/bin/gdb /usr/bin/gdb# 进入gdb时自动执行python-gdb.py
RUN sed -i 's/, encoding="utf-8"//' /Python-3.11.2/python-gdb.py && \echo "source /Python-3.11.2/python-gdb.py" >> /root/.gdbinit

构建命令：

docker build -t python-gdb:1.0 .

测试

准备测试环境

# 运行容器
docker run --name python-gdb-test --cap-add sys_ptrace -itd python-gdb:1.0 
# 进入容器
docker exec -it python-gdb-test bash
# 写一个测试脚本script.py
echo "from time import sleep
while True:print('aa')sleep(1)" > script.py
# 后台运行
nohup python script.py > a.log 2>&1 &
# 查看进程号
ps -ef | grep pytho[n] | awk '{print $2}'

使用gdb调试python进程

[root@4d607f8672d7 /]# gdb
(gdb) attach 29
(gdb) py-bt
Traceback (most recent call first):File "//script.py", line 4, in <module>sleep(1)
(gdb) py-list1    from time import sleep2    while True:3        print('aa')>4        sleep(1)

到这里就测试成功了。

下面列一下gdb调试python进程的一些常用命令：

bt                       # 当前C调用栈
py-bt                    # 当前Python调用栈
py-bt-full               # 输出Python调用栈
py-up                    # 上一帧（py级别的帧）
py-down                  # 下一帧（py级别的帧）
py-list                  # 当前py代码位置
py-locals                # 输出locals变量
py-print <var>           # 输出指定变量
info thread              # 线程信息
thread <id>              # 切换到某个线程
thread apply all py-list # 查看所有线程的python代码位置
quit                     # 中断

踩坑记录

1. 源码编译python时，make命令带有"LDFLAGS=-Wl,–strip-all"参数会删除调试信息，要保留调试信息的话不要带这个参数
2. 直接使用yum install gdb安装的gdb工具版本过低，使用时会报错，需要从SCL源来安装更新版本的GDB
3. gdb使用python2.7来执行python-gdb.py会报错，把python-gdb.py脚本中open(filename, ‘r’, encoding=“utf-8”)中的encoding参数去掉，就可以正常执行了
4. docker容器默认情况不允许使用系统ptrace，会导致gdb使用报错，运行容器时增加–cap-add sys_ptrace参数来关闭ptrace限制

参考

使用 GDB 调试 C API 扩展和 CPython 内部代码 — Python 3.11.8 文档
Docker不能使用gdb调试的解决方案