37、Linux系统性能分析工具全解析

Linux系统性能分析工具全解析

1. 符号表与编译标志

在对系统进行性能分析时，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来理解事件。部分工具，如 perf、Ftrace 和 LTTng，需要特殊的内核选项，这可能意味着你要构建并部署新的内核。

调试符号在将原始程序地址转换为函数名和代码行时非常有用。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。一些工具，如 perf，在目标系统上安装这些调试符号后能更好地工作。

若要工具生成调用图，可能需要启用栈帧进行编译；若要工具准确地将地址与代码行关联起来，可能需要降低优化级别进行编译。此外，一些工具需要在程序中插入检测代码来捕获样本，这就需要重新编译相关组件，例如应用程序的 gprof 以及内核的 Ftrace 和 LTTng。

需要注意的是，对观察的系统改动越多，就越难将测量结果与生产系统关联起来。因此，最好采取观望的态度，只有在需求明确时再进行更改，并意识到每次更改都会改变测量的内容。

2. 开始性能分析

分析整个系统时，像 top 这样的简单工具是很好的起点，它能快速提供系统的概览，显示内存使用情况、占用 CPU 周期的进程，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，可以使用 perf 对该应用程序进行分析。
- 如果有两个或多个进程的 CPU 使用率较高，可能存在某种因素将它们耦合在一起，比如数据通信。若大量周期花在系统调用或处理中断上，可能是内核配置或设备驱动有问题。在这两种情况下，都需要使用 perf 对整个系统进行分