async-profiler 非 Java 应用性能分析指南-优快云博客

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async-profiler 非 Java 应用性能分析指南

async-profiler Sampling CPU and HEAP profiler for Java featuring AsyncGetCallTrace + perf_events 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/as/async-profiler

前言

async-profiler 是一款强大的性能分析工具，虽然最初是为 Java 应用设计的，但它同样可以用于分析非 Java 应用程序的性能。本文将详细介绍如何使用 async-profiler 来分析 C/C++ 等原生应用的性能表现。

非 Java 应用分析的限制

需要注意的是，async-profiler 对非 Java 应用的分析支持存在一些限制：

必须通过编程方式从被分析进程内部控制分析器
或者通过 LD_PRELOAD 机制注入分析器
不支持 Java 应用中可用的动态附加功能

使用 LD_PRELOAD 注入分析器

LD_PRELOAD 是 Linux 系统提供的一个强大机制，它允许我们在程序运行前预先加载指定的共享库。利用这个特性，我们可以轻松地将 async-profiler 注入到目标应用中。

基本用法

LD_PRELOAD=/path/to/libasyncProfiler.so ASPROF_COMMAND=start,event=cpu,file=profile.jfr NativeApp [args]

支持的分析模式

async-profiler 支持多种分析模式，包括但不限于：

CPU 分析 (cpu)
挂钟时间分析 (wall)
原生内存分析 (nativemem)
其他基于 perf_events 的模式

输出格式

虽然分析的是非 Java 应用，但 async-profiler 仍然支持两种主要的输出格式：

火焰图 (Flame Graph) - 直观展示调用栈和耗时分布
JFR 格式 - 虽然会缺少 Java 特有的事件，但仍然可以记录丰富的性能数据

使用 C API 控制分析器

async-profiler 提供了 C API，允许开发者直接在原生应用中集成和控制性能分析过程。

准备工作

首先需要包含 async-profiler 提供的头文件：

#include "asprof.h"

基本流程

动态加载 libasyncProfiler.so 库
获取必要的函数指针
初始化分析器
执行分析命令
处理分析结果

示例代码解析

以下是一个完整的示例，展示了如何在 C 程序中使用 async-profiler：

#include "asprof.h"
#include <dlfcn.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 定义输出回调函数
void test_output_callback(const char* buffer, size_t size) {
    fwrite(buffer, sizeof(char), size, stderr);
}

int main() {
    // 加载 async-profiler 库
    void* lib = dlopen("/path/to/libasyncProfiler.so", RTLD_NOW);
    if (lib == NULL) {
        printf("%s\n", dlerror());
        exit(1);
    }

    // 获取函数指针
    asprof_init_t asprof_init = (asprof_init_t)dlsym(lib, "asprof_init");
    asprof_execute_t asprof_execute = (asprof_execute_t)dlsym(lib, "asprof_execute");
    asprof_error_str_t asprof_error_str = (asprof_error_str_t)dlsym(lib, "asprof_error_str");

    // 检查函数指针是否有效
    if (asprof_init == NULL || asprof_execute == NULL || asprof_error_str == NULL) {
        printf("%s\n", dlerror());
        dlclose(lib);
        exit(1);
    }

    // 初始化分析器
    asprof_init();

    printf("启动性能分析器\n");

    // 启动 CPU 分析
    char cmd[] = "start,event=cpu,loglevel=debug,file=profile.jfr";
    asprof_error_t err = asprof_execute(cmd, test_output_callback);
    if (err != NULL) {
        fprintf(stderr, "%s\n", asprof_error_str(err));
        exit(1);
    }

    // ... 这里执行需要分析的业务代码 ...

    printf("停止性能分析器\n");

    // 停止分析
    err = asprof_execute("stop", test_output_callback);
    if (err != NULL) {
        fprintf(stderr, "%s\n", asprof_error_str(err));
        exit(1);
    }

    return 0;
}