perf 使用

介绍

perf 是 Linux 2.6.31 以后内置的性能分析工具。它以性能事件采样为基础，不仅可以分析系统的各种事件和内核性能，还可以用来分析指定应用程序的性能问题。

 

 

使用介绍

perf top

类似于 top，它能够实时显示占用 CPU 时钟最多的函数或者指令，因此可以用来查找热点函数

$ perf top
Samples: 833  of event 'cpu-clock', Event count (approx.): 97742399
Overhead  Shared 　　　　　　Object       Symbol
   7.28%  perf                [.] 　　0x00000000001f78a4
   4.72%  [kernel]            [k] 　　vsnprintf
   4.32%  [kernel]            [k] 　　module_get_kallsym
   3.65%  [kernel]            [k] 　　_raw_spin_unlock_irqrestore
...

解析：输出结果中，第一行包含三个数据，分别是采样数（Samples）、事件类型（event）和事件总数量（Event count）。比如这个例子中，perf 总共采集了 833 个 CPU 时钟事件，而总事件数则为 97742399。
再往下看是一个表格式样的数据，每一行包含四列，分别是：
第一列 Overhead ，是该符号的性能事件在所有采样中的比例，用百分比来表示。
第二列 Shared ，是该函数或指令所在的动态共享对象（Dynamic Shared Object），如内核、进程名、动态链接库名、内核模块名等。
第三列 Object ，是动态共享对象的类型。比如 [.] 表示用户空间的可执行程序、或者动态链接库，而 [k] 则表示内核空间。
最后一列 Symbol 是符号名，也就是函数名。当函数名未知时，用十六进制的地址来表示。
Self 是最后一列的符号（可以理解为函数）本身所占比例；
Children 是这个符号调用的其他符号（可以理解为子函数，包括直接和间接调用）占用的比例之和。

perf record 和 perf report

perf top 虽然实时展示了系统的性能信息，但它的缺点是并不保存数据，也就无法用于离线或者后续的分析。而 perf record 则提供了保存数据的功能，保存后的数据，需要你用 perf report 解析展示

 

$ perf record # 按Ctrl+C终止采样
[ perf record: Woken up 1 times to write data ]
[ perf record: Captured and wrote 0.452 MB perf.data (6093 samples) ]

$ perf report # 展示类似于perf top的报告

 注意：实际使用中perf top 和 perf record 加上 -g 参数，开启调用关系的采样，方便我们根据调用链来分析性能问题。

 查看指定进程

# -g开启调用关系分析，-p指定php-fpm的进程号21515
$ perf top -g -p 21566

 

注意事项

1、有的时候perf 看到的是16进制地址而不是函数名字

　原因：很可能是perf 找不到待分析进程依赖的库，尤其是分析的进程是docker 启动的，进程依赖的库也在docker里面，然后perf是在宿主机上面运行的，所以找不到依赖的库

   解决：在容器外面把分析纪录保存下来，再去容器里查看结果。这样，库和符号的路径也就都对了。比如，你可以这么做。先运行 perf record -g -p < pid>，执行一会儿（比如 15 秒）后，按 Ctrl+C 停止。然后，把生成的 perf.data 文件，拷贝到容器里面来分析

 

2、perf 的报告中，很多符号都不显示调用栈

  原因：通过man 查询得知 per 报告中 threshold 的默认值为 0.5%，也就是说，事件比例超过 0.5% 时，调用栈才能被显示。

  解决： perf report -g graph,0.3        #自己设定最低值，如果你的服务进程在0.32左右那么可以设置一个低于0.32的值。

 

3、性能损耗

 perf 它需要在内核中跟踪内核栈的各种事件，那么不可避免就会带来一定的性能损失。这一点，虽然对大部分应用来说，没有太大影响，但对特定的某些应用（比如那些对时钟周期特别敏感的应用），可能就是灾难了。所以，使用性能工具时，确实应该考虑工具本身对系统性能的影响。而这种情况，就需要你了解这些工具的原理。

比如，perf 这种动态追踪工具，会给系统带来一定的性能损失。

vmstat、pidstat 这些直接读取 proc 文件系统来获取指标的工具，不会带来性能损失。