Linux Perf工具

Linux Perf 

• 介绍

　　Perf工具最早源于Linux内核开发者对性能分析需求的不断增长。 2009年， Ingo Molnar率先引入perf工具， 并将其合并进Linux内核2.6.31. 随着时间的推移， perf工具得到了持续改进和发展， 成为了Linux内核开发者和系统管理员日常工具的重要组成部分。 

1. perf事件： perf事件是perf工具的基础， 代表了一个特定的性能度量。 事件可以是内核， 硬件或用户级应用程序产生的。这些事件可以用于监控， 统计和剖析各种性能指标
2. perf计数器： 计数器是用于记录perf事件发生次数的设备
3. perf命令行工具： perf命令行工具是用户与perf工具进行交互的主要方式。 它提供了一系列子命令， 如stat, record, report等， 用于控制和分析性能数据。 
4. perf数据存储： perf工具会将收集到的性能数据存储在特定格式的文件中， 以便后续进行分析。 用户可以使用perf report命令读取这些文件， 并以多种方式展示性能数据。 
5. perf分析器： 分析器是perf工具的核心组件之一， 负责对收集到的性能数据进行深入分析。 它能够生成详细的报告， 揭示系统和应用程序中的性能瓶颈和优化点。 

• perf的基本命令和用法
  • perf list 查看系统中可用的perf事件列表。 
  • perf stat 用于收集和显示性能计数器统计信息。 它可以针对整个系统或特定进程收集数据， 并显示事件的发生次数， 占比等信息
  • perf record命令用于收集指定事件的性能数据， 并将其保存在文件中以便后续分析。 
  • perf report生成性能报告
  • perf annotate: 源码级别的性能分析
  • perf top: 实时查看热点函数。实时显示系统中最耗费CPU资源的函数。 
  • perf bench: 内置基准测试， 用于评估系统的性能。 这些测试涵盖了内存， 调度， 文件系统等多个方面。 
  • perf trace: 系统调用跟踪与分析。帮助用户了解系统在运行时如何与内核进行交互。 

　　perf实际应用与案例

• • CPU 性能分析： perf工具可以分析CPU的使用情况， 如缓存命中率， 分支预测错误率

　　　　　　perf stat -e cycles,instructions,cache-references,cache-misses,branches,branch-misses ./my_program

• • 内存性能分析

　　　　　　perf mem record ./my_program

　　　　　　perf mem report

• • IO性能分析： perf可以跟踪与IO相关的事件， 如磁盘读写操作。 

　　　　　　perf trace -e block:block_rq_issue,block:block_rq_complete ./my_program

• • 软件性能调优

　　　　　　perf record -g ./my_program

　　　　　　perf report

• • 系统瓶颈定位

　　　　　　perf top

• • 硬件性能评估

　　　　　　perf bench mem memcpy