37、Linux系统性能分析工具指南

Linux系统性能分析工具指南

1. 符号表与编译标志

在对系统进行性能分析时，我们会立即遇到一个问题。虽然观察系统的自然状态很重要，但工具往往需要额外的信息才能解读事件。

部分工具需要特殊的内核选项，比如perf、Ftrace和LTTng。因此，可能需要构建并部署一个新的内核来进行相关测试。

调试符号对于将原始程序地址转换为函数名和代码行非常有帮助。部署带有调试符号的可执行文件不会改变代码的执行，但需要有包含调试信息的二进制文件和内核副本，至少对于想要分析的组件要如此。例如perf，在目标系统上安装这些调试符号后，工具才能更好地工作。

如果希望工具生成调用图，可能需要在编译时启用栈帧。若要工具准确地将地址与代码行关联起来，可能需要以较低的优化级别进行编译。

最后，有些工具需要在程序中插入检测代码来捕获样本，因此需要重新编译这些组件。对于应用程序，gprof需要这样做；对于内核，Ftrace和LTTng需要这样做。

需要注意的是，对所观察系统的修改越多，就越难将测量结果与生产系统联系起来。最好采取观望态度，只有在需求明确时再进行更改，并要意识到每次更改都会改变测量的内容。

2. 开始性能分析

当观察整个系统时，一个很好的起点是使用像top这样的简单工具，它能快速提供系统概况。它会显示内存使用量、哪些进程在消耗CPU周期，以及这些情况在不同核心和时间上的分布。

• 如果top显示单个应用程序在用户空间占用了所有CPU周期，那么可以使用perf来分析该应用程序。
• 如果有两个或更多进程的CPU使用率很高，可能存在某种因素将它们耦合