Linux程式效能分析和火焰圖
Linux程式的效能分析工具數量比較多，涉及到整個作業系統的方方面面，可能是開源的原因吧，相對於Windows來說豐富太多。其中應用分析效能方面Dtrace, SystemTap, Perf_events應該算是這方面的集大成者。Dtrace目前只在較高的核心版本有支援，記得是4.8以後， SystemTap則是需要在Red Hat的官方網站下載OS版本對應的除錯符號和對應的除錯版本核心，配置起來需要花費一定的時間，只有Perf_events使用起來比較方面，但是客觀來說，實力也是最弱的，但應對日一些簡單的場景也足夠了。本文以Perf_events進行示範，算是對這方面感興趣的朋友開個頭，拋磚引玉一下。

   Perf_events簡稱perf是 Linux 系統原生提供的效能分析工具，會返回 CPU 正在執行的函式名以及呼叫棧（stack）。通常，它的執行頻率是 99Hz（每秒99次），如果99次都返回同一個函式名，那就說明 CPU 這一秒鐘都在執行同一個函式，可能存在效能問題。

命令如下：

perf record -F 99 -p 15533 -g -- sleep 30

   上面的命令中，perf record表示記錄，-F 99表示每秒99次，-p 15533是程式號，即對哪個程式進行分析，也可以對執行緒進行分析， -g表示記錄呼叫棧，sleep 30則是持續30秒。執行後會產生一個龐大的文字檔案。如果一臺伺服器有16個 CPU，每秒抽樣99次，持續30秒，就得到 47,520 個呼叫棧，長達幾十萬甚至上百萬行。為了便於閱讀，perf record命令可以統計每個呼叫棧出現的百分比，然後從高到低排列。

命令如下：

perf report -n --stdio

由於文字顯示方式對於初學者不是十分直觀，於是有了火焰圖， 首先對剛才生成的perf.data進行如下兩步處理。

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

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

然後生成火焰圖

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

具體的火焰圖生成工具可以去如下路徑下載：

https://github.com/brendangregg/FlameGraph

關於火焰圖

   火焰圖是基於 perf 結果產生的 SVG 圖片，用來展示 CPU 的呼叫棧。y 軸表示呼叫棧，每一層都是一個函式。呼叫棧越深，火焰就越高，頂部就是正在執行的函式，下方都是它的父函式。x 軸表示抽樣數，如果一個函式在 x 軸佔據的寬度越寬，就表示它被抽到的次數多，即執行的時間長。注意，x 軸不代表時間，而是所有的呼叫棧合併後，按字母順序排列的。火焰圖就是看頂層的哪個函式佔據的寬度最大。只要有"平頂"（plateaus），就表示該函式可能存在效能問題。顏色沒有特殊含義，因為火焰圖表示的是 CPU 的繁忙程度，所以一般選擇暖色調。火焰圖是 SVG 圖片，可以與使用者互動。

--滑鼠懸浮

火焰的每一層都會標註函式名，滑鼠懸浮時會顯示完整的函式名、抽樣抽中的次數、佔據總抽樣次數的百分比。

--點選放大

在某一層點選，火焰圖會水平放大，該層會佔據所有寬度，顯示詳細資訊。左上角會同時顯示"Reset Zoom"，點選該連結，圖片就會恢復原樣。

--搜尋

按下 Ctrl + F 會顯示一個搜尋框，使用者可以輸入關鍵詞或正規表示式，所有符合條件的函式名會高亮顯示。

小結

   本文對linux應用效能分析工具perf的使用進行了完整的介紹，並對如何生成火焰圖的命令進行了示範，火焰圖的應用場景很多，不僅可以處理perf的輸出資料還可以處理Dtrace命令的輸出，功能強悍，希望本文對大家有所幫助。

原文地址https://www.cnblogs.com/pugang/p/10659301.html