perf 工具

Linux 性能调优工具 perf 使用

前言

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实操

perf 是一个包含多个子工具的工具集

$ perf --help

 usage: perf [--version] [--help] [OPTIONS] COMMAND [ARGS]

 The most commonly used perf commands are:
   annotate        Read perf.data (created by perf record) and display annotated code
   archive         Create archive with object files with build-ids found in perf.data file
   bench           General framework for benchmark suites
   buildid-cache   Manage build-id cache.
   buildid-list    List the buildids in a perf.data file
   c2c             Shared Data C2C/HITM Analyzer.
   config          Get and set variables in a configuration file.
   data            Data file related processing
   diff            Read perf.data files and display the differential profile
   evlist          List the event names in a perf.data file
   ftrace          simple wrapper for kernel's ftrace functionality
   inject          Filter to augment the events stream with additional information
   kallsyms        Searches running kernel for symbols
   kmem            Tool to trace/measure kernel memory properties
   kvm             Tool to trace/measure kvm guest os
   list            List all symbolic event types
   lock            Analyze lock events
   mem             Profile memory accesses
   record          Run a command and record its profile into perf.data
   report          Read perf.data (created by perf record) and display the profile
   sched           Tool to trace/measure scheduler properties (latencies)
   script          Read perf.data (created by perf record) and display trace output
   stat            Run a command and gather performance counter statistics
   test            Runs sanity tests.
   timechart       Tool to visualize total system behavior during a workload
   top             System profiling tool.
   version         display the version of perf binary
   probe           Define new dynamic tracepoints
   trace           strace inspired tool

 See 'perf help COMMAND' for more information on a specific command.

其中最常用应该是perf list、perf record、perf report、perf stat、perf top这几个工具

perf list

perf list 用来查看 perf 所支持的性能事件（即能够触发perf能够采样点的事件），其中有软件的也有硬件的。

说明:

Software event: 是内核软件产生的事件，比如进程切换，tick 数等，与硬件无关
Tracepoint event: 是内核中的静态 tracepoint 所触发的事件，这些 tracepoint 用来判断程序运行期间内核的行为细节，比如 slab 分配器的分配次数等
Hardware event: 是硬件产生的事件，但这里的perf list上没有看到对应的事件，阅读前辈们文章都有提到这个，感觉是当前版本已经去掉了

perf top

有些时候，只是发现系统性能无端下降，并不清楚究竟哪个进程吃资源导致的。

这时就需要用上perf top，其主要用于实时分析各个函数在某个性能事件上的热度，能够快速的定位热点函数，包括应用程序函数、

直接运行perf top输出示例如下:

输出格式解释:

符号引发的性能事件的比例，默认指占用的cpu周期比例
符号所在的DSO(Dynamic Shared Object)，可以是应用程序、内核、动态链接库、模块
DSO的类型。[.]表示此符号属于用户态的ELF文件，包括可执行文件与动态链接库)。[k]表述此符号属于内核或模块
符号名。有些符号不能解析为函数名，只能用地址表示

使用示例:

perf top                         # 默认配置
perf top -G                      # 得到调用关系图
perf top -e cycles               # 指定性能事件
perf top -p 23015,32476          # 查看这两个进程的cpu cycles使用情况
perf top -s comm,pid,symbol      # 显示调用symbol的进程名和进程号
perf top --comms nginx,top       # 仅显示属于指定进程的符号
perf top --symbols kfree         # 仅显示指定的符号

perf stat

用于分析指定程序的性能概况，-p 指定进程号，需要按ctrl-c结束

输出格式解释:

task-clock：任务真正占用的处理器时间，单位为ms。CPUs utilized = task-clock / time elapsed，CPU的占用率。
context-switches：上下文的切换次数。
CPU-migrations：处理器迁移次数。Linux为了维持多个处理器的负载均衡，在特定条件下会将某个任务从一个CPU迁移到另一个CPU。
page-faults：缺页异常的次数。当应用程序请求的页面尚未建立、请求的页面不在内存中，或者请求的页面虽然在内存中，但物理地址和虚拟地址的映射关系尚未建立时，都会触发一次缺页异常。另外TLB不命中，页面访问权限不匹配等情况也会触发缺页异常。

新版本对一些好像不太支持了

perf record

收集采样信息，并将其记录在数据文件中

常用参数

-a：从所有CPU上收集性能数据
-e：<event>：指明要分析的性能事件
-p：<pid>：仅分析目标进程及其创建的线程
-t：<tid> 仅分析tid线程
-o：将采集的数据输出到指定文件
-g：采集函数的调用关系图

默认情况下，信息会存在perf.data文件里，需使用perf report命令可以解析这个文件，如需到其他文件使用-o参数

perf report

读取perf record创建的数据文件，并给出热点分析结果

常用参数

-i, --input=：输入性能数据文件
-T, --threads：显示每一个线程的事件统计信息
--pid=：仅显示给的pid的进程的事件统计信息
--tid=：仅显示给的tid的线程的事件统计信息

参考链接

Linux性能调优工具perf的使用