linux 工具之 perf

描述

Performance counters for Linux are a new kernel-based subsystem

that provide a framework for all things performance analysis. It

covers hardware level (CPU/PMU, Performance Monitoring Unit)

features and software features (software counters, tracepoints) as well.

功能

1）当我们程序的 cpu 使用率增高，使用它就可以快速的找到 cpu 占用率高的函数。

2）当我们需要对整个程序进行性能剖析，使用它配合 FlameGraph 生成火焰图可以很直观的以图片的形式把程序的内部结构展现出来

3) perf 是一个很强大的工具，在工作中，我主要用到了以上两点，还有很多亮点还没发现到，大家有兴趣可以去官网了解https://www.brendangregg.com/perf.html

示例

1） 快速定位程序热点函数

perf top -p $(pid)

2）配合 FlameGraph 生成火焰图

对性能剖析时，我们通常需要分析查找到程序百分比高的热点代码片段，这时我们就要用的 perf record/report

1）生成文件

sudo perf record -e cpu-clock -g -p $(pid)-- sleep 30

-g 选项是告诉 perf record 额外记录函数的调用关系

-e cpu-clock 指 perf record 监控的指标为 cpu 周期

-p 指定需要 record 的进程 pid

-- sleep 30 则是持续 30 秒

2) 查看结果

perf report -i perf.data

3） FlameGraph 使用

• 下载 FlameGraph

git clone https://github.com/brendangregg/FlameGraph.git

• 执行如下命令将生成一个 perf.data 文件

perf record -e cpu-clock -g -p 28591 -- sleep 30

• 使用 perf script 将 perf.data 的内容 dump 到 perf.unfold

perf script -i perf.data &> perf.unfold

• 将 perf.unfold 中的符号进行折叠

./FlameGraph/stackcollapse-perf.pl perf.unfold &> perf.folded 

• 最后生成 svg 图

 ./FlameGraph/flamegraph.pl perf.folded > perf.svg  

• 结果展示

备注：

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"（plateaus），就表示该函数可能存在性能问题。

颜色没有特殊含义，因为火焰图表示的是 CPU 的繁忙程度，所以一般选择暖色调。

参考：https://www.ruanyifeng.com/blog/2017/09/flame-graph.html