[转帖]Perf分析CPU性能问题笔记

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小编点评

**CPU使用情况分析方法** **1. 使用 perf top 命令** * 使用 `sudo perf top -p <pid>` 命令在容器内观察进程的 CPU 使用情况。 * 观察函数调用链：`sudo perf top -g -p <pid>`。 **2. 使用 perf record 命令** * 使用 `sudo perf record -g -p <pid>` 命令在容器内记录采样数据。 * 将容器内文件系统绑定到主机上：`bindfs /proc/$PID/root /tmp/fooperf`。 * 使用 `sudo perf report --symfs <path>` 命令指定符号目录。 **3. 使用 perf report 命令** * 使用 `sudo perf report -p <pid>` 命令在容器内观察进程的 CPU 使用情况。 * 使用 `sudo perf report --symfs <path>` 命令指定符号目录。 **4. 使用 perf-java-top 命令** * 安装 `perf-map-agent`：`sudo apt install perf-map-agent`。 * 在启动 Java 进程时添加 `-XX:+PreserveFramePointer` 参数：`java -XX:+PreserveFramePointer <pid>`。 * 使用 `perf-java-top <pid>` 等命令监控 Java 进程的 CPU 使用情况。 **5. 使用 perf-java-record-stack 命令** * 使用 `perf-java-record-stack <pid>` 等命令记录 Java 进程的堆栈。 **6. 使用 perf-java-flames 命令** * 安装 `FlameGraph`：`sudo apt install FlameGraph`。 * 从 GitHub 上下载并安装 `FlameGraph`：`git clone --depth 1 -b flamegraph-build openjdk-8-jdk.git && cd flamegraph-build && mkdir -p /usr/local/bin && ./configure && make && sudo make install`。 **注意：** * 以上方法需要在 Ubuntu 16.04 系统上安装。 * 请根据您的实际环境和需求进行调整。

正文

https://cloud.tencent.com/developer/article/1416234

本文仅仅是一个笔记。

场景

观察进程的CPU使用情况

观察进程内各个函数的CPU使用情况：

sudo perf top -p <pid>

同时显示函数调用链：

sudo perf top -g -p <pid>

记录采样结果，以供后续分析，加上-g会记录调用链：

sudo perf record -g -p <pid>

读取采样结果：

sudo perf report

观察容器内进程CPU使用情况

容器内的进程实际上可以在host machine上看到，ps -ef | grep <text>可以找得到。

因此同样可以用perf top -p <pid>观察，但是会出现无法显示函数符号的问题，注意观察perf top最下面一行：

Failed to open /opt/bitnami/php/lib/php/extensions/opcache.so, continuing without symbols

解决办法是先用perf record记录采样数据，然后将容器内文件系统绑定到host上，然后用perf report --symfs <path>指定符号目录。你得先安装bindfs（下面有安装方法）。

mkdir /tmp/foo
PID=$(docker inspect --format {{.State.Pid}} <container-name>)
bindfs /proc/$PID/root /tmp/foo
perf report --symfs /tmp/foo

# 使用完成后不要忘记解除绑定
umount /tmp/foo/

把上面的<container-name>改成你要观察的容器名。

观察Java进程的CPU使用情况

你得要先安装perf-map-agent（下面有安装方法），在启动Java进程的时候添加-XX:+PreserveFramePointer参数，下面是几个用法：

perf-java-top <pid> <perf-top-options>
perf-java-record-stack <pid> <perf-record-options>
perf-java-report-stack <pid> <perf-report-options>

更多用法见官网说明。

还可以使用perf-java-flames <pid> <perf-record-options>生成火焰图，你得先安装FlameGraph（下面有安装方法）。关于火焰图的解读看netflix的这篇博客。

观察容器内Java进程CPU使用情况

目前没有办法。

附录：安装方法

下面讲的都是在Ubuntu 16.04系统上的安装方法。

perf

安装perf

$ sudo apt install -y linux-tools-common

运行perf会出现：

$ perf
WARNING: perf not found for kernel 4.4.0-145

  You may need to install the following packages for this specific kernel:
    linux-tools-4.4.0-145-generic
    linux-cloud-tools-4.4.0-145-generic

  You may also want to install one of the following packages to keep up to date:
    linux-tools-generic
    linux-cloud-tools-generic

于是安装：

sudo apt install linux-tools-4.4.0-145-generic linux-cloud-tools-4.4.0-145-generic linux-cloud-tools-generic

bindfs

到bindfs官网下载源码包（本文写是版本为1.13.11）。

先安装编译需要的工具：

sudo apt install -y cmake pkg-config libfuse-dev libfuse2 autoconf

解压缩源码包，进入bindfs目录，编译：

./configure && make && sudo make install

perf-map-agent

到github clone perf-map-agent的源码仓库。

安装JDK，你之后要监测的程序都得用这个JDK启动，这个JDK也用来编译perf-map-agent。用apt安装openjdk的方法见下面。

编译：

cmake .
make

# will create links to run scripts in /usr/local/bin
sudo bin/create-links-in /usr/local/bin

安装openjdk

sudo apt-get install -y openjdk-8-jdk

通过这种方式安装是没有JAVA_HOME环境变量的，因此我们要自己设置一个，查找openjdk的安装路径：

dpkg-query -L openjdk-8-jdk

将发现结果写到~/.bashrc里：

export JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java-8-openjdk-amd64

FlameGraph

到github clone FlameGraph的源码仓库。

到~/.bashrc设置环境变量：

export FLAMEGRAPH_DIR=<path-to-flame-graph>