Linux内核性能分析：火焰图的正确使用姿势
2022-11-26 11:13:15
Linux 内核性能分析利器：perf 和火焰图
前言
身为 Linux 性能分析爱好者，我迫不及待地想与大家分享 Linux 内核性能分析的强力工具——perf 和火焰图。它们能够帮助我们快速找出系统性能瓶颈，从而优化代码性能。
perf：Linux 内核性能分析利器
perf 是 Linux 内核自带的性能分析工具，功能强大，可以用来分析各种内核事件，包括函数调用、系统调用和内核调度等。它可以帮助我们快速定位性能瓶颈，优化代码性能。
火焰图：性能分析的可视化利器
火焰图是一种可视化性能分析工具，可以将 perf 收集的数据以图形化的方式展现出来，方便我们快速定位性能热点。火焰图的纵轴是函数调用栈，横轴是时间，函数调用越频繁，在火焰图中显示的面积越大。
使用 perf 和火焰图分析 Linux 性能
- 安装 perf
perf 是 Linux 内核自带的工具，一般情况下已经预装在系统中。如果你的系统没有安装 perf，可以使用以下命令安装：
sudo apt-get install linux-tools-common
- 使用 perf 收集数据
使用 perf 收集数据，需要先确定要分析的内核事件。可以使用以下命令查看所有可用的内核事件：
perf list
找到要分析的内核事件后，可以使用以下命令开始收集数据：
perf record -e <event>
比如，要分析函数调用的性能，可以使用以下命令：
perf record -e function
- 生成火焰图
数据收集完成后，可以使用以下命令生成火焰图：
perf flamegraph
火焰图会显示在终端中，也可以使用以下命令将火焰图保存为文件：
perf flamegraph > flamegraph.svg
- 分析火焰图
火焰图可以帮助我们快速定位性能热点。火焰图的纵轴是函数调用栈，横轴是时间，函数调用越频繁，在火焰图中显示的面积越大。我们可以通过查看火焰图，找到耗时最长的函数，然后对这些函数进行优化。
解决 perf 无法安装和 perf.data 显示 No stack counts found 问题
在某些情况下，你可能会遇到 perf 无法安装或者 perf.data 文件显示 No stack counts found 的问题。这是因为这些问题通常与 Linux 内核版本有关。
对于 Linux 6.2.1 内核版本，需要按照以下步骤解决这些问题：
- 安装 perf
在 Linux 6.2.1 内核版本下，perf 已经预装在系统中，但是需要手动启用。可以使用以下命令启用 perf：
sudo modprobe perf_event
- 生成火焰图
在 Linux 6.2.1 内核版本下，可以使用以下命令生成火焰图：
perf record -e function -a -g
然后使用以下命令将火焰图保存为文件：
perf flamegraph --stdio > flamegraph.svg
结论
perf 和火焰图是 Linux 内核性能分析的有力工具，它们可以帮助我们快速找出系统性能瓶颈，从而优化代码性能。如果你还没有尝试过这些工具，强烈建议你开始使用它们。
常见问题解答
- 为什么我无法安装 perf？
perf 是 Linux 内核自带的工具，一般情况下已经预装在系统中。如果你无法安装 perf，可能是因为你的系统内核版本太低。
- 为什么我的 perf.data 文件显示 No stack counts found？
这是因为你的 Linux 内核版本太低。请按照本文中提到的步骤更新你的内核。
- 如何生成火焰图？
可以使用 perf flamegraph 命令生成火焰图。
- 如何分析火焰图？
火焰图的纵轴是函数调用栈，横轴是时间，函数调用越频繁，在火焰图中显示的面积越大。我们可以通过查看火焰图，找到耗时最长的函数，然后对这些函数进行优化。
- 是否有其他性能分析工具可以用来分析 Linux 内核？
perf 是最常用的 Linux 内核性能分析工具，但是还有其他工具可以使用，比如 systemtap 和 LTTng。
