Windows用户态程序高效排错：思路、技巧、案例和方法

　　本书是一本介绍Windows系统上的用户态程序排错方法和技巧的书。本书分为4个章节，先介绍最重要的、通用的思考方法，以便制定排错步骤；再介绍对排错有帮助的知识点和工具；并介绍了.NETFramework（CLR）的相关知识和调试技巧；最后一章针对常见的几大类问题进行了总结。

　　本书案例丰富，对现实中的实际问题进行了研究，并和读者一起分析解决办法；本书的写作思路为先给出问题描述，然后提供线索，再进行分析，让读者在阅读中也进行思考，以提高实际解决问题的能力。本书适合希望学习排错、调试知识的软件开发、测试人员，希望深入学习Windows系统上用户态程序的排错知识的软件开发、测试人员。

　　熊力，2004年开始在上海微软技术支持中心担任技术支持工程师。他所在的小组负责帮助企业客户解决开发领域的技术难题。作者专注于.NETFramework、C/C++、COM和Web开发，现任微软中国研发集团服务器与开发工具事业部测试工程师。

第1章比工具、技巧和经验都重要的是你的思考——从四个风格迥异的案例说起
1.1绝望的性能问题：ADO.NET2.0竟然比1.0要慢
1.1.1问题描述
1.1.2悲观和绝望
1.1.3换位思考
1.1.4排错
1.1.5结论和收获
1.1.6题外话和相关讨论
Safehandle的更多讨论
平衡、取舍、双赢和RFC1925
Profiler的下载地址和相关资源
1.2不可思议：一个API同时打开了两个文件
1.2.1问题描述
1.2.2第一印象
1.2.3深入分析
1.2.4革命尚未成功
1.2.5结论
1.2.6题外话和相关讨论
MSDN是最值得信赖的吗
你敢说CPU坏了
DWORD和文件长度
程序输出0xcdcdcdcd,想到了什么
1.3简单的问题最棘手：稀疏平常的ASP.NETSessionLost问题
1.3.1问题描述
1.3.2制定策略
1.3.3具体操作和结论
1.3.4题外话和相关讨论
排查sessionlost的经验
1.4本可以做得更好：SharePoint中文界面变英文
1.4.1问题描述
1.4.2排错步骤
1.4.3错过的线索
第2章汇编、异常、内存、同步和调试器——重要的知识点和神兵利器
2.1排错的工具：调试器Windbg
2.1.1调试器的功能：检查代码和资料，保存dump文件，断点控制程序的执行
2.1.2符号文件（Symbolfile），把二进制和源代码对应起来
2.1.3一个简单的上手程序
2.1.4用InternetExplorer来操练调试器的基本命令
vertarget检查进程概况
！peb显示ProcessEnvironmentBlock
lmvm检查模块的加载信息
.reload/！sym加载符号文件
lmf列出当前进程中加载的所有模块
r,d,e寄存器，内存的检查和修改
！address显示内存页信息
S搜索内存
！runaway检查线程的CPU消耗
~切换目标线程
k,kb,kp,kv,kn检查callstack
u反汇编
x查找符号的二进制地址
dds对应二进制地址的符号
2.1.5检查程序资料的小例子
.frame在栈中切换以便检查局部变量
dt格式化显示资料
2.1.6用Windbg控制程序进行实时调试（LiveDebug）
WtWatchandTrace,跟踪执行的强大命令
断点和条件断点（conditionbreakpoint），高效地控制观测目标
伪寄存器,帮助保存调试的中间信息
StepOut的实现
2.1.7远程调试（Remotedebug）
2.1.8如何通过Windbg命令行让中文魔兽争霸运行在英文系统上
2.1.9Dump文件
2.1.10CDB、NTSD和重定向到KernelDebugging
2.1.11DebuggerExtension，扩展Windbg的功能
2.2读懂机器的语言：汇编，CPU执行指令的最小单元
2.2.1需要用汇编来排错的常见情况
案例分析：用汇编读懂VC编译器的优化
问题描述
我的分析
案例分析：VC2003编译器的bug、debug模式正常，release模式会崩溃
例子程序
跟踪汇编指令来分析
案例分析：臭名昭著的DLLHell如何导致ASP.NET出现ServerUnavailable
2.2.2题外话和相关讨论
Release比Debug快吗
2.3理解操作系统对程序的反馈：异常（Exception）和通知（DebugEvent）
2.3.1异常（Exception）的方方面面和一篇字字珠玑的文章
案例分析：如何让C++像C#一样打印出函数调用栈（callstack）
2.3.2Adplus，抓取dump的方便工具
案例分析：华生医生（Dr.Watson）在什么情况下不能记录Dump文件
问题描述
背景知识
问题分析
新的做法
问题解决了，可是为什么华生医生（Dr.Watson）抓不到dump呢
2.3.3通知（DebugEvent）是操作系统跟调试器交流的一种方法
案例分析：VB6的版本问题
2.3.4题外话和相关讨论
错过第一现场后还从dump中分析出线索吗
Adplus，天天都用的工具
未处理异常发生后的主动退出
如何调试UnhandledExceptionFilter
2.4平坦内存空间中的层次结构：Heap和Stack
2.4.1Heap是对平坦空间的高效管理和利用
2.4.2PageHeap，调试Heap问题的工具
简单例子的多种情况
Heap上的内存泄漏和内存碎片
2.4.3Stackoverrun/corruption
2.4.4题外话和相关讨论
PageHeap的/unaligned参数
Heaptrace，系统帮你记录下每次Heap的操作
为何才分配了300MB内存，就报告Outofmemory
2.5找准排查问题的对应层次
2.5.1从C运行库看层次
2.5.2简单的_CRTDBG_MAP_ALLOC定义就可以让内存泄漏无可遁形
2.5.3BSTRCache，建立在Heap之上的COM字符串内存管理
2.5.4题外话和相关讨论
CRTDebugHeap一定对Debug有帮助吗
C++中new操作符的尴尬
2.6理清多个线程对资源的竞争：同步和锁
2.6.1句柄泄漏、死锁和线程争用，三个典型问题
句柄泄漏（HandleLeak）
死锁（Deadlock）
线程争用（contention）
2.6.2Windbg中的对应排错
！handle检查句柄信息
！htrace检查操作句柄的历史记录
！cs列出CriticalSection的详细信息
排查CriticalSectionleak（OrphanCriticalSection）
Invalidhandleexception
案例分析：ArrayList.Add的时候发生IndexOutOfRangeException
问题描述
这个异常不简单
具体操作
结论
2.7调试和设计
2.7.1一位热心朋友的提问
案例分析：反被聪明误
第3章.NETFramework的原理和SOS调试——剖析CLR程序和CLR本身
3.1MetaData、JIT、GC和Exception的关键点
3.1.1MetaData（元资料）和引擎初始化
3.1.2JIT动态编译
3.1.3GC内存管理
3.1.4ExceptionHandling异常处理
3.2用Windbg探索CLR的实现
3.2.1开源的CLR实现：Rotor
3.2.2对一个Helloworld的WinForm程序庖丁解牛
mscoree！_CorExeMainCLR引擎的入口
EEStartupHelper重要的引擎初始化函数
mscorwks！SystemDomain::ExecuteMainMethod执行托管代码的入口
CallDescr/MakeJitWorkerJit引擎发动的地方
NtUserWaitMessage托管程序完成加载
gc_heap::allocate_more_space/GCHeap::GarbageCollect通过GC管理内存的分配和　　释放
AppDomain，ThreadPool，Exception，StackWalk，Security都是有趣的话题
3.3通过SOS快捷方便地调试托管程序
3.3.1CLR让托管程序的调试变得非常简单
3.3.2SOS的命令介绍
3.4用简单的程序演示SOS的常见操作
3.4.1.loadSOS加载SOS到Windbg
3.4.2！dumpheap统计托管内存使用信息
3.4.3！do显示托管对象的详细信息
3.4.4！gcroot查找托管对象的引用关系
案例分析：ASP.NETHighCPU和更多的CLR命令演示
！threads查看托管线程
！tp查看线程池和CPU占用率
！SyncBlk查看托管线程的lock
！ip2md映像内存地址到托管函数名
！savemodule保存模块到本地以便用reflector分析
著名的blog:Ifbrokenitis，fixityoushould
3.5题外话和相关讨论
3.5.1ReleaseCOMObject释放COM对象时候的两难困境
3.5.2PInvoke应该Pin住内存防止崩溃
3.5.3Pin住内存又会导致内存碎片
3.5.4臭名昭著的mixedDLLloadingdeadlock
3.5.5有趣且有用的练习和更多的资料
第4章崩溃，性能和资源泄漏——分享一些经验
4.1排错开始前的准备工作
4.1.1用正确的态度对待问题
4.1.2用简单的提问缩小排错的范围
4.1.3通过MPSREPORT获取系统的详细信息
4.1.4通过简单的Dump分析获取基本信息
4.2崩溃（Crash）
4.2.1崩溃的万千种不同死相
4.2.2准确获取Dump
Adplus：最容易上手的dump脚本
华生医生（drWatson）
通过ImageFileExecutionOptions让调试器随目标程序一起启动
COM+和ASP.NET的dump获取需要特殊配置
4.2.3crashdump中需要重点关注的信息
案例分析：VC程序的崩溃
问题描述
MessageBox嵌套调用
从源代码中发现的疑点
从This指针找崩溃的根源
结论
4.2.4小结和更多的资源
4.2.5题外话和相关讨论
HeapCorruption
StackCorruption
4.3性能（Performance）
4.3.1“你真牛，不如你再给我缩短10秒吧！”不是想要多快就能调到多快
4.3.2性能调优的步骤，CPU利用率是关键
4.3.3无所不知的性能监视器
使用性能监视器的基本步骤
重要的计数器
案例分析：博客园的性能问题
案例分析：堵塞在SqlCommand.ExecuteReader上就一定在等sql吗
问题背景
案例分析：堵塞在Assembly.Load上的deadlock
问题背景
案例分析：196个线程织成的一张网
问题背景
小结
4.3.4用Profiler精确定位性能瓶颈
案例分析：DataTable中foreach和forloop性能差了50%
问题背景
4.3.5题外话和相关讨论
Taskmanager跟performancemonitor的差别
性能监视器的超级用法
C++跟C#到底谁快
没有profiler怎么办
4.4资源泄漏（ResourceLeak）
4.4.1资源泄漏分轻重缓急
4.4.2内存泄漏排错的基本步骤
泄漏了什么，谁分配的，为什么无法释放
定位泄漏内存的类型和增长趋势
区分managedheapleak和nativeleak
案例分析：IE7的内存泄漏
问题描述
重现问题和基本分析
用传统的Pageheap+UMDH找到问题根源
方便强大的IISDiagnostics工具
结论
分析IISDiag
4.4.3托管内存泄漏
案例分析：objectchain让排错简单明了
问题背景
案例分析：一个bt的案例
碎片的其他原因
4.4.4句柄泄漏（HandleLeak）
4.4.5题外话和相关讨论
GDILeak
Desktopheapissue
更多的资源