1.perf简介
perf是内置于Linux内核源码中的性能剖析工具,它基于事件采样原理,以性能事件为基础,支持针对处理器相关性能指标与操作系统相关性能指标的性能剖析。
perf 的原理是定时在 cpu 上产生一个中断,然后看一下此时正在执行的是哪一个 pid,那个函数,然后进行统计汇总,最后形成一幅 cpu 的采样图。消耗 cpu 越多的函数理论上被采集到的次数以及概率就会越多,那么根据采样得到的比例就能推算出哪里是性能热点,哪里能进行性能优化。
2.perf常用命令
perf list | 查看当前软硬件环境、支持的性能事件 |
perf stat | 分析程序的整体性能 |
perf top | 实时显示系统/进程的性能信息 |
perf record | 记录一段时间内系统/进程的性能事件,生成perf.data文件 |
perf report | 读取perf.data文件,并显示分析数据 |
perf timechart record | 将系统的运行状态以SVG图的形式输出 |
perf script | 查看perf数据文件(perf.data) |
3.生成火焰图
(1)拉取生成火焰图的脚本
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(2)使用 perf record 命令记录进程的 CPU 使用情况
-F表示每秒99次;-p指定进程号;-g表示记录调用栈;sleep 30表示记录30s的数据 运行完成后会生成perf.data文本文件。 |
(3)生成火焰图
方法一:这种方法生成火焰图可能会报错,虽然会生成svg图,但是不可用。
使用perf script 工具对 perf.data 进行解析,生成折叠后的调用栈 # perf script -i perf.data &> perf.unfold 使用 Flame Graph 工具将 perf.unfold 中的符号折叠
生成火焰图
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方法二:这个一般不会报错
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4.示例
(1)使用 perf record 命令记录进程的 CPU 使用情况
(2)生成svg图(火焰图)
(3)下载到本地,使用谷歌浏览器打开svg图。
5.火焰图
5.1 火焰图的含义
y 轴表示调用栈,每一层都是一个函数。调用栈越深,火焰就越高,顶部就是正在执行的函数,下方都是它的父函数。
x 轴表示抽样数,如果一个函数在 x 轴占据的宽度越宽,就表示它被抽到的次数多,即执行的时间长。注意,x 轴不代表时间,而是所有的调用栈合并后,按字母顺序排列的。
火焰图就是看顶层的哪个函数占据的宽度最大。只要有"平顶",就表示该函数可能存在性能问题。
5.1 火焰图示例
CPU抽样得到了3个调用栈
func_c
func_b
func_a
start_thread
func_d
func_a
start_thread
func_d
func_a
start_thread
start_thread
是启动线程,调用了func_a
。后者又调用了func_b
和func_d
,而func_b
又调用了func_c
。
经过合并处理后,存在两个调用栈,第一个调用栈抽中1次,第二个抽中2次。
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有了这个调用栈统计,火焰图工具就能生成 SVG 图片.
svg图示例:
最顶层的函数g()
占用 CPU 时间最多。d()
的宽度最大,但是它直接耗用 CPU 的部分很少。b()
和c()
没有直接消耗 CPU。因此,如果要调查性能问题,首先应该调查g()
,其次是i()
。
另外,从图中可知a()
有两个分支b()
和h()
,这表明a()
里面可能有一个条件语句,而b()
分支消耗的 CPU 大大高于h()
。
5.2 火焰图的应用
火焰图是 SVG 图片,可以与用户互动。
(1)鼠标悬浮
火焰的每一层都会标注函数名,鼠标悬浮时会显示完整的函数名、抽样抽中的次数、占据总抽样次数的百分比。
(2)点击放大
在某一层点击,火焰图会水平放大,该层会占据所有宽度,显示详细信息。
(3)搜索
按下 Ctrl + F 会显示一个搜索框,用户可以输入关键词或正则表达式,所有符合条件的函数名会高亮显示