centos8平台使用strace跟踪系统调用

一、strace的用途

strace  是最常用的跟踪进程系统调用的工具。

二、查看strace所属的包及安装

1.  strace所属的包

[root@localhost system]# whereis strace
strace: /usr/bin/strace /usr/share/man/man1/strace.1.gz

[root@localhost system]# rpm -qf /usr/bin/strace
strace-4.24-4.el7.x86_64

2.  如果找不到strace命令，可以使用yum安装

[root@localhost system]# yum install strace -y

三，查看strace的版本和帮助

1. 查看版本

[root@localhost system]# strace -V
strace -- version 4.24
Copyright (c) 1991-2018 The strace developers <https://strace.io>.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

Optional features enabled: stack-trace=libdw stack-demangle m32-mpers mx32-mpers

2. 查看帮助

[root@localhost system]# strace -h
usage: strace [-CdffhiqrtttTvVwxxy] [-I n] [-e expr]...
              [-a column] [-o file] [-s strsize] [-P path]...
              -p pid... / [-D] [-E var=val]... [-u username] PROG [ARGS]
   or: strace -c[dfw] [-I n] [-e expr]... [-O overhead] [-S sortby]
              -p pid... / [-D] [-E var=val]... [-u username] PROG [ARGS]
...

四、strace常用参数

# -f表示跟踪由fork调用所产生的子进程和子线程

# -T 显示每一次调用所耗的时间长

# -t 在输出中的每一行前加上时间信息. 

# -tt表示显示跟踪时间, 微秒级别的时间戳

# -e 展示特定的系统调用（例如，open，write等等）

# -o 把strace命令的输出结果保存到指定的文件中

# -r 系统调用之间的相对时间戳

# -c 统计每一系统调用的所执行的时间,次数和出错的次数等

五、strace的应用

1. 追踪指定pid的进程

# -p : 指定进程的pid

[root@localhost system]# strace -p 1042
strace: Process 1042 attached
epoll_wait(3, [], 10128, 57)            = 0
open("/proc/1042/stat", O_RDONLY)       = 6
read(6, "1042 (redis-server) R 1 1042 104"..., 4096) = 368
close(6)                                = 0
...

2. 追踪一个进程时加上线程

# -f表示跟踪子进程和子线程

# -T表示显示系统调用的时长

# -tt表示显示跟踪时间

[root@localhost system]# strace -f -T -tt -p 1045
strace: Process 1045 attached
11:07:56.246417 select(7, [3 4], NULL, NULL, NULL

说明：调用的时长：显示为形如：<0.059084>

单位是秒，精确到微秒级别

3. 只追踪指定的操作

# -f表示跟踪子进程和子线程

# -T表示显示系统调用的时长，

# -tt表示显示跟踪时间

# -e 指定特定的系统调用

[root@localhost system]# strace -f -p 1045 -T -tt -e fdatasync
strace: Process 1045 attached

4. 追踪一个指定命令的执行

[root@localhost ~]# strace ls
execve("/usr/bin/ls", ["ls"], 0x7ffefe415080 /* 30 vars */) = 0
brk(NULL)                               = 0x1534000
mmap(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7efc35666000
access("/etc/ld.so.preload", R_OK)      = -1 ENOENT (没有那个文件或目录)
open("/etc/ld.so.cache", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3
fstat(3, {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=44906, ...}) = 0
mmap(NULL, 44906, PROT_READ, MAP_PRIVATE, 3, 0) = 0x7efc3565b000
close(3)                                = 0
open("/lib64/libselinux.so.1", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3
read(3, "\177ELF\2\1\1\0\0\0\0\0\0\0\0\0\3\0>\0\1\0\0\0\220j\0\0\0\0\0\0"..., 832) = 832
fstat(3, {st_mode=S_IFREG|0755, st_size=155744, ...}) = 0
mmap(NULL, 2255216, PROT_READ|PROT_EXEC, MAP_PRIVATE|MAP_DENYWRITE, 3, 0) = 0x7efc3521f000
mprotect(0x7efc35243000, 2093056, PROT_NONE) = 0
mmap(0x7efc35442000, 8192, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_DENYWRITE, 3, 0x23000) = 0x7efc35442000
mmap(0x7efc35444000, 6512, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7efc35444000
close(3)                                = 0
...

5,把跟踪结果保存到指定的文件中

# -o  指定输出文件的路径

[root@localhost ~]# strace -p 1045-o /data/logs/stra_ls.txt

6. 输出系统调用的统计结果，即每个命令的占比

[root@localhost ~]# strace -p 8240 -c
strace: Process 8240 attached
strace: Process 8240 detached
% time     seconds  usecs/call     calls    errors syscall
------ ----------- ----------- --------- --------- ----------------
 30.22    0.000679           4       143        72 read
 26.57    0.000597           8        71           openat
 24.25    0.000545           7        71           epoll_wait
 10.81    0.000243           3        71           close
  8.14    0.000183           2        71           getpid
------ ----------- ----------- --------- --------- ----------------
100.00    0.002247                   427        72 total

六、-e参数trace的常用例子

-e trace=ipc 进程见同学相关，比如shmget等

-e trace=set 只跟踪指定的系统 调用.例如:-e trace=open. 

-e trace=desc  和文件描述符相关，比如write/read/select/epoll等    

-e trace=file 只跟踪有关文件操作的系统调用.    

-e trace=process 只跟踪有关进程控制的系统调用.   

 -e trace=network 跟踪与网络有关的所有系统调用.    

-e trace=signal 跟踪所有与系统信号有关的 系统调用    

-e trace=ipc 跟踪所有与进程通讯有关的系统调用    

例：跟踪与网络有关的系统调用

[root@blog ~]# strace -Te trace=network curl

七、strace结果中的常见分析

1. 如果应用打开分区时使用O_DIRECT,O_DIRECT 表示以直接读取的方式打开，这会绕过系统的缓存。

    直接从磁盘读写的速度，自然远慢于对缓存的读写。会导致速度变慢

2. write(3, "2018-12-05 15:23:01,709 - __main"..., 314572844 ) = 314572844 

表示进程向文件描述符编号为 3 的文件中，写入了 300MB 的数据

3. write 或者 fdatasync都属于对磁盘的写操作

 八、查看centos的版本

[root@localhost ~]# cat /etc/redhat-release
CentOS Linux release 8.0.1905 (Core)