54、性能分析与事件追踪工具全解析

性能分析与事件追踪工具全解析

在软件开发和系统优化过程中，性能分析和事件追踪是至关重要的环节。它们能够帮助开发者找出程序中的性能瓶颈，优化代码，提高系统的稳定性和效率。本文将详细介绍几种常用的性能分析和事件追踪工具，包括 perf、Ftrace、LTTng 和 BPF，并提供具体的使用方法和操作步骤。

1. perf 工具介绍

perf 是一个强大的性能分析工具，它可以帮助开发者深入了解程序的性能瓶颈。然而，在使用 perf 时，列表顶部的函数大多是低级内存操作，这些操作通常已经经过了优化。幸运的是，perf record 提供了爬取调用栈的功能，让我们能够查看这些函数的调用位置。

1.1 调用图（Call graphs）

为了更好地了解高成本函数的上下文，可以通过在 perf record 中传递 -g 选项来捕获每个样本的回溯信息。此时，perf report 会在函数属于调用链的地方显示一个加号 (+)，你可以展开跟踪信息查看链中更低层级的函数。

Figure 20.2 – perf report (call graphs)

需要注意的是，生成调用图依赖于从栈中提取调用帧的能力，这与 GDB 中的回溯功能类似。展开栈所需的信息编码在可执行文件的调试信息中，但并非所有架构和工具链组合都能实现这一功能。

1.2 perf annotate

在知道要查看哪些函数后，我们希望深入了解函数的代码并获取每条指令的命中计数。perf annotate 可以满足这一需求，它通过调用目标设备上安装的