Linux进阶之调试与故障排查

调试与故障排查是 Linux 系统管理和开发的重要组成部分。本章将详细讲解使用 GDB 进行程序调试的技巧，以及常见系统故障的排查方法，包括核心命令和示例。

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一、使用 GDB 进行程序调试

1、GDB 概述

GDB（GNU Debugger）是 Linux 中的强大调试工具，用于调试 C/C++ 程序，支持断点设置、变量跟踪、单步执行等功能。

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2、GDB 的安装

在 Debian/Ubuntu 系统中：

sudo apt install gdb -y

在 CentOS/RHEL 系统中：

sudo yum install gdb -y

验证安装：

gdb --version

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3、GDB 的基本使用

编译程序以支持调试
在编译时添加 -g 选项生成调试符号：

gcc -g -o example example.c

运行 GDB
使用以下命令加载程序：

gdb ./example

常用 GDB 命令
以下是一些常用命令及其说明：

• 运行程序：run
• 设置断点：break <行号> 或 break <函数名>
• 显示变量值：print <变量名>
• 单步执行：step（进入函数）或 next（跳过函数）
• 继续执行：continue
• 退出调试：quit

示例
假设调试以下程序 example.c：

#include <stdio.h>

int main() {
    int a = 10, b = 0;
    printf("Result: %d\n", a / b); // Intentional error
    return 0;
}

使用 GDB 调试：

1. 启动 GDB：

   gdb ./example
   

2. 设置断点：

   break main
   

3. 运行程序：

   run
   

4. 检查变量：

   print a
   

5. 发现错误位置并修改代码。

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二、常见系统故障排查技巧

1、系统资源不足

问题描述
系统性能下降，可能由 CPU、内存、I/O 或网络资源不足引起。

解决方法

• 使用 top 查看资源占用：

  top
  

• 使用 iotop 查看 I/O 情况：

  iotop
  

• 使用 free 查看内存使用情况：

  free -h
  

示例
假设 free -h 输出如下：

              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           8.0G        6.5G        1.0G        0.2G        0.5G        1.3G

如果可用内存过低，需考虑释放缓存或扩展内存。

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2、系统启动故障

问题描述
系统无法正常启动，可能由于引导配置错误、文件系统损坏等原因。

解决方法

• 进入恢复模式：启动时按 Esc 或 Shift 进入 GRUB，选择恢复模式。
• 检查 GRUB 配置：

  cat /boot/grub/grub.cfg
  

• 修复文件系统：

  fsck /dev/sda1
  

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3、网络连接问题

问题描述
无法连接到网络或特定主机。

解决方法

• 使用 ping 测试连通性：

  ping 8.8.8.8
  

• 检查路由配置：

  ip route show
  

• 查看 DNS 配置：

  cat /etc/resolv.conf
  

示例
如果 ping 显示网络不可达，需检查网关或接口状态：

ip link show

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4、文件系统满载

问题描述
系统报错 “No space left on device”。

解决方法

• 检查磁盘使用情况：

  df -h
  

• 查找大文件：

  find / -type f -size +500M
  

示例
如果发现 /var/log 占用过多空间，可以使用 logrotate 压缩旧日志。

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三、小结

通过本章学习，你掌握了以下内容：

1. GDB 调试：定位程序错误，排查运行时问题。
2. 系统故障排查：涵盖资源不足、启动问题、网络故障和磁盘满载等场景。