Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
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파이썬 pystack 소개 - 메모리 덤프로부터 콜 스택 열거

닷넷의 경험에 비춰 보면,

리눅스 환경의 .NET Core 3/5+ 메모리 덤프를 분석하는 방법 - 두 번째 이야기
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13135

사후 분석을 위한 자료로써 메모리 덤프가 상당히 중요한 역할을 합니다. 사실, 현업에서 실 서버 운영자들은 서비스에 장애가 발생했을 때 보통은 서버 재시작을 하는데요, 그렇게 되면 나중에 개발자들이 문제를 찾기가 어렵습니다. 따라서, 해당 현상에 대한 재발 가능성은 여전한 상태로 남습니다.

바로 그런 상황에서, 협업이 잘 된 서버 운영자라면 문제가 된 프로세스의 메모리 덤프를 뜬 다음 서버 재시작을 할 수 있습니다. 그런 경우라면 개발자들이 덤프 분석을 통해 어떤 문제점이 있었는지 추적할 수 있고 운이 좋다면 원인을 찾아 버그 수정을 할 수 있을 것입니다.

그동안 Microsoft 환경에서만 있다 보니, 메모리 덤프는 그다지 어려운 작업이 아니었는데요, 이게 ^^; 리눅스로 와서는 문제가 좀 달라집니다.

예전에도 한 번 실습을 했듯이,

linux - lldb를 이용한 .NET Core 응용 프로그램의 메모리 덤프 분석 방법
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/12083

리눅스 역시 메모리 덤프 기능을 제공하지만, 기본적인 core 덤프는 크기가 너무 커서 부담스럽습니다. 닷넷 프로세스의 경우 일반적인 예제 코드 상황에서도 22GB가 넘는 크기의 덤프 파일이 생성되는데요, 그런 탓에 마이크로소프트는 닷넷 프로세스에 최적화된 dotnet-dump 전용 도구를 제공해 덤프 용량을 (59GB가 2GB로) 확 줄여줍니다.

아쉽게도 파이썬은 프레임워크 차원에서 제공하는 전용 덤프 도구가 없습니다. 게다가 (닷넷의 sos와 같은) 전용 분석 도구도 없습니다. 이에 대해 찾아보면,

How do I dump an entire Python process for later debugging inspection?
; https://stackoverflow.com/questions/141802/how-do-i-dump-an-entire-python-process-for-later-debugging-inspection

pystack 도구를 소개하는데,

bloomberg/pystack
; https://github.com/bloomberg/pystack

이것 역시 리눅스의 기본 (gdb의) gcore 덤프를 분석하는 것이라고 하니... 문제는 여전할 것 같습니다. 그래도, 혹시나 파이썬의 메모리 할당이 조직적이어서 크기가 좀 작지 않을까요? ^^

python:3.8-slim-buster 이미지의 Django 4.2.3 환경에서 간단한 예제 사이트를 만들어 올린 것을 gcore로 덤프 파일을 생성해 봤습니다.

# apt install gdb

# ps -aux
USER       PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root       140  1.0  0.1 1652836 178556 ?      Sl   Jul18  27:00 uwsgi ...[생략]...
...[생략]...

# gcore 140
[New LWP 162]
[New LWP 163]
[New LWP 167]
[New LWP 168]
[New LWP 169]
[New LWP 170]
[New LWP 171]
[New LWP 172]
[New LWP 173]
[New LWP 174]
[New LWP 175]
[New LWP 180]
[New LWP 181]
[New LWP 182]
[Thread debugging using libthread_db enabled]
Using host libthread_db library "/lib/x86_64-linux-gnu/libthread_db.so.1".
__lll_lock_wait () at ../sysdeps/unix/sysv/linux/x86_64/lowlevellock.S:103
103     ../sysdeps/unix/sysv/linux/x86_64/lowlevellock.S: No such file or directory.
warning: target file /proc/140/cmdline contained unexpected null characters
Saved corefile core.140
[Inferior 1 (process 140) detached]

# ls -l core.140
-rw-r--r-- 1 root root 1380938936 Jul 20 01:17 core.140

1,316MB면 1GB 약간 넘는 용량입니다. 오호~~~ 이 정도면 (비록 간단한 예제 사이트였지만) 현실적인 메모리 덤프 크기입니다.




자, 그럼 분석을 해볼까요? 상황을 간단하게 만들기 위해 덤프를 뜬 환경에 매뉴얼에 따라 pystack도 설치한 후,

$ git clone https://github.com/bloomberg/pystack.git

$ cd pystack

$ python3 -m pip install virtualenv

$ python3 -m venv ../pystack-env/

$ source ../pystack-env/bin/activate

(pystack-env) ~/pystack$ python3 -m pip install --upgrade pip

(pystack-env) ~/pystack$ python3 -m pip install -e .

(pystack-env) ~/pystack$ python3 -m pip install -r requirements-test.txt -r requirements-extra.txt

위에서 떠 두었던 core.140 덤프 파일을 지정하면 자동으로 다음과 같은 내용을 출력합니다.

# pystack core /core.140
Using executable found in the core file: /usr/local/bin/uwsgi

Core file information:
state: t zombie: True niceness: 0
pid: 140 ppid: 1 sid: 1
uid: 0 gid: 0 pgrp: 1
executable: uwsgi arguments: uwsgi 

The process died due receiving signal SIGSTOP
Traceback for thread 182 (uwsgi) [] (most recent call last):
    (Python) File "/usr/local/lib/python3.8/threading.py", line 890, in _bootstrap
        self._bootstrap_inner()
    (Python) File "/usr/local/lib/python3.8/threading.py", line 932, in _bootstrap_inner
        self.run()
    (Python) File "/usr/local/lib/python3.8/threading.py", line 870, in run
        self._target(*self._args, **self._kwargs)
    (Python) File "/usr/local/lib/python3.8/site-packages/pymongo/periodic_executor.py", line 140, in _run
        time.sleep(self._min_interval)

Traceback for thread 181 (uwsgi) [] (most recent call last):
    (Python) File "/usr/local/lib/python3.8/threading.py", line 890, in _bootstrap
        self._bootstrap_inner()
    (Python) File "/usr/local/lib/python3.8/threading.py", line 932, in _bootstrap_inner
        self.run()
    (Python) File "/usr/local/lib/python3.8/threading.py", line 870, in run
        self._target(*self._args, **self._kwargs)
    (Python) File "/usr/local/lib/python3.8/site-packages/pymongo/periodic_executor.py", line 140, in _run
        time.sleep(self._min_interval)

Traceback for thread 180 (uwsgi) [] (most recent call last):
    (Python) File "/usr/local/lib/python3.8/threading.py", line 890, in _bootstrap
        self._bootstrap_inner()
    (Python) File "/usr/local/lib/python3.8/threading.py", line 932, in _bootstrap_inner
        self.run()
    (Python) File "/usr/local/lib/python3.8/threading.py", line 870, in run
        self._target(*self._args, **self._kwargs)
    (Python) File "/usr/local/lib/python3.8/site-packages/pymongo/periodic_executor.py", line 125, in _run
        if not self._target():
    (Python) File "/usr/local/lib/python3.8/site-packages/pymongo/monitor.py", line 53, in target
        monitor._run()  # type:ignore[attr-defined]
    (Python) File "/usr/local/lib/python3.8/site-packages/pymongo/monitor.py", line 173, in _run
        self._server_description = self._check_server()
    (Python) File "/usr/local/lib/python3.8/site-packages/pymongo/monitor.py", line 214, in _check_server
        return self._check_once()
    (Python) File "/usr/local/lib/python3.8/site-packages/pymongo/monitor.py", line 250, in _check_once
        response, round_trip_time = self._check_with_socket(sock_info)
    (Python) File "/usr/local/lib/python3.8/site-packages/pymongo/monitor.py", line 271, in _check_with_socket
        response = Hello(conn._next_reply(), awaitable=True)
    (Python) File "/usr/local/lib/python3.8/site-packages/pymongo/pool.py", line 811, in _next_reply
        reply = self.receive_message(None)
    (Python) File "/usr/local/lib/python3.8/site-packages/pymongo/pool.py", line 931, in receive_message
        return receive_message(self, request_id, self.max_message_size)
    (Python) File "/usr/local/lib/python3.8/site-packages/pymongo/network.py", line 217, in receive_message
        _receive_data_on_socket(sock_info, 16, deadline)
    (Python) File "/usr/local/lib/python3.8/site-packages/pymongo/network.py", line 293, in _receive_data_on_socket
        wait_for_read(sock_info, deadline)
    (Python) File "/usr/local/lib/python3.8/site-packages/pymongo/network.py", line 274, in wait_for_read
        readable = sock_info.socket_checker.select(sock, read=True, timeout=timeout)
    (Python) File "/usr/local/lib/python3.8/site-packages/pymongo/socket_checker.py", line 65, in select
        res = self._poller.poll(timeout_)

The frame stack for thread 175 is empty
The frame stack for thread 173 is empty
The frame stack for thread 174 is empty
The frame stack for thread 172 is empty
The frame stack for thread 171 is empty
The frame stack for thread 170 is empty
The frame stack for thread 169 is empty
The frame stack for thread 168 is empty
The frame stack for thread 167 is empty
The frame stack for thread 140 is empty

가만 보면 "pstree -p" 명령어로 출력된 스레드의 목록과 일치하는군요. ^^

# pstree -p
...[생략]...
        `-uwsgi(140)-+-{uwsgi}(167)
                     |-{uwsgi}(168)
                     |-{uwsgi}(169)
                     |-{uwsgi}(170)
                     |-{uwsgi}(171)
                     |-{uwsgi}(172)
                     |-{uwsgi}(173)
                     |-{uwsgi}(174)
                     |-{uwsgi}(175)
                     |-{uwsgi}(180)
                     |-{uwsgi}(181)
                     `-{uwsgi}(182) 

그런데, pystack의 분석은 이게 끝입니다. 닷넷의 sos가 다양한 명령어를 지원하는 것과는 달리 pystack은 오로지 스택 트레이스만 보여주고 있습니다.




사실, 위의 예제 환경은 너무 비현실적인 환경이긴 합니다. 파이썬의 특성상 --threads 보다는 --processes 옵션을 통해 서비스를 할 것이고, 그렇다면 문제가 발생한 프로세스의 정확한 PID를 판단해 core 덤프를 남겨야 한다는 불편함이 있습니다. 보통, 문제가 발생했다고 하면 서비스 중인 프로세스가 대개 1개인 경우는 거의 없을 것입니다. 적게는 몇 수십 개에서 많게는 몇 천 개까지 설정했을 수 있는데, 과연 그런 문제의 상황에서 정확한 덤프를 뜰 수 있는 침착한 서버 운영자가 얼마나 될 것이냐... 라는 것도 문제가 될 수 있습니다.

아마도 현업에서 pystack의 효용성은 거의 없다고 봐도 무방하지 않을까요? ^^;




아래와 같은 오류가 발생한다면?

(pystack-env) ~/pystack$ python3 -m pip install -e .

...[생략]...
      In file included from src/pystack/_pystack.cpp:1150:
      src/pystack/_pystack/elf_common.h:13:10: fatal error: elfutils/libdwelf.h: No such file or directory
         13 | #include <elfutils/libdwelf.h>
            |          ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
      compilation terminated.
...[생략]...
      !!
        cmd_obj.run()
      error: command '/usr/bin/x86_64-linux-gnu-gcc' failed with exit code 1
      [end of output]

  note: This error originates from a subprocess, and is likely not a problem with pip.
  ERROR: Failed building editable for pystack
Failed to build pystack
ERROR: Could not build wheels for pystack, which is required to install pyproject.toml-based projects

README.md를 잘 안 읽어서 그런 것입니다. ^^ 다음과 같이 빌드를 위해 필요한 구성 요소를 설치해야 합니다.

# apt-get install libdw-dev libelf-dev




무심코 실행한 명령어가 이런 오류를 낼 수도 있습니다. ^^;

# python3 ../pystack-env/bin/activate
  File "../pystack-env/bin/activate", line 4
    deactivate () {
                  ^}

잘 보시면, activate 스크립트는 python 파일이 아니므로 python 런타임으로 실행할 대상이 아닙니다. 다음의 명령어를 실수로 입력했을 것입니다. ^^

$ source ../pystack-env/bin/activate




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[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 7/22/2023]

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