linux中perf有什么用

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perf是linux系統(tǒng)中提供的性能分析工具，它基于一個(gè)叫“Performance counters”的內(nèi)核子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)支持硬件（CPU、PMU(Performance Monitoring Unit)）和軟件(軟件計(jì)數(shù)器、tracepoint)層面的性能分析。

perf中的事件

perf與其他性能調(diào)優(yōu)工具一樣，都是通過對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象進(jìn)行采樣，根據(jù)采樣點(diǎn)的分布來推斷整個(gè)程序的行為。通過perf list命令我們可以看到perf支持很多的采樣事件，比如branch-misses、cpu-clock等等。perf中預(yù)定義的事件屬于不同的類型，比如硬件產(chǎn)生的事件（cache 命中/分支miss）和軟件產(chǎn)生的事件（context switch/page fault)等等。

tracepoint

tracepoint是linux內(nèi)核中定義的一些hook，如果被開啟，它們就會(huì)在執(zhí)行到特定邏輯時(shí)被觸發(fā)，方便其他工具獲取系統(tǒng)內(nèi)部的運(yùn)行狀態(tài)等信息，perf就是利用了tracepoint，它會(huì)記錄和統(tǒng)計(jì)tracepoint的各個(gè)事件，生成分析報(bào)告。

使用方式

perf 工具的具體使用方式如下：

perf [--version] [--help] COMMAND [ARGS]

其中的COMMAND列表可以通過執(zhí)行perf --help查看，下面列舉幾個(gè)常用的command。

perf stat

perf stat的作用是執(zhí)行一個(gè)命令并收集其運(yùn)行過程中的各個(gè)數(shù)據(jù)，它可以提供一個(gè)程序運(yùn)行情況的總體概覽。比如：

user@localhost:~$ perf stat hostname
localhost
 Performance counter stats for 'hostname':
          0.313464      task-clock (msec)         #    0.481 CPUs utilized          
                 2      context-switches          #    0.006 M/sec                  
                 0      cpu-migrations            #    0.000 K/sec                  
               153      page-faults               #    0.488 M/sec                  
           896,723      cycles                    #    2.861 GHz                    
           620,709      instructions              #    0.69  insn per cycle         
           121,143      branches                  #  386.465 M/sec                  
             6,247      branch-misses             #    5.16% of all branches        
       0.000651441 seconds time elapsed

上面這個(gè)例子，通過perf stat運(yùn)行了hostname命令，并將其運(yùn)行過程中的一些指標(biāo)匯總顯示了出來，比如task-clock、context-switches等待。默認(rèn)情況下，perf stat 會(huì)輸出幾個(gè)常用的事件的統(tǒng)計(jì)，比如：

task-clock-msecs：cpu 使用率
context-switches：進(jìn)程切換次數(shù)
page-faults：發(fā)生缺頁(yè)的次數(shù)
cpu-migrations：表示進(jìn)程運(yùn)行過程中發(fā)生了多少次CPU遷移，即被調(diào)度器從一個(gè)CPU轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)CPU上運(yùn)行
cycles：處理器時(shí)鐘，一條機(jī)器指令可能需要多個(gè)cycles
instructions: 機(jī)器指令數(shù)目
branches：遇到的分支指令數(shù)
branch-misses是預(yù)測(cè)錯(cuò)誤的分支指令數(shù)

除此之外，我們可以使用-e參數(shù)來指定我們感興趣的事件，比如：

user@localhost:~$ perf stat -e cache-misses hostname
localhost
 Performance counter stats for 'hostname':
          682      cache-misses                                                
       0.000646676 seconds time elapsed

perf top

perf top的作用是實(shí)時(shí)地顯示系統(tǒng)當(dāng)前的性能統(tǒng)計(jì)信息。前面的perf stat用于對(duì)一個(gè)特定的程序進(jìn)行分析，而某些時(shí)候我們可能并不知道是哪個(gè)程序影響了系統(tǒng)性能，這時(shí)候就可以用perf top來查找可疑的程序。比如：

Samples: 775  of event 'cpu-clock', Event count (approx.): 92931021
Overhead  Shared Object       Symbol
   8.93%  [kernel]            [k] vsnprintf
   7.73%  perf                [.] rb_next
   5.92%  [kernel]            [k] kallsyms_expand_symbol.clone.0
   5.07%  [kernel]            [k] format_decode
   4.59%  [kernel]            [k] number
   3.40%  perf                [.] symbols__insert
   3.03%  libslang.so.2.2.1   [.] SLtt_smart_puts

上面的例子顯示perf統(tǒng)計(jì)了cpu-clock事件的數(shù)據(jù)，根據(jù)比例進(jìn)行了排序。和perf stat一樣，我們可以通過-e參數(shù)指定統(tǒng)計(jì)其他的事件，比如perf top -e context-switches可以查看進(jìn)程切換最多的top N個(gè)進(jìn)程。

perf record & perf report

perf record的作用和perf stat類似，它可以運(yùn)行一個(gè)命令并生成統(tǒng)計(jì)信息，不過perf record不會(huì)將結(jié)果顯示出來，而是將結(jié)果輸出到文件中。perf record生成的文件可以用perf report來進(jìn)行解析。

perf record還可以通過-g參數(shù)，在分析時(shí)生成calling graph，幫助定位更上層的邏輯分布。

其他

通過例子我們可以發(fā)現(xiàn)，perf的分析結(jié)果中的Symbol一列顯示的都是c語(yǔ)言函數(shù)的名字。對(duì)于java來說，jit編譯產(chǎn)生的函數(shù)就會(huì)直接顯示在symbol里，而不是java的函數(shù)名，這時(shí)要定位問題就不是那么容易了，我們需要通過額外的手段將symbol和java程序的符號(hào)表對(duì)應(yīng)起來，具體后續(xù)再討論了。

以上是“l(fā)inux中perf有什么用”這篇文章的所有內(nèi)容，感謝各位的閱讀！相信大家都有了一定的了解，希望分享的內(nèi)容對(duì)大家有所幫助，如果還想學(xué)習(xí)更多知識(shí)，歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道！

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