Chromium Trace and Perfetto使用详解

1. Trace

chromium 在 base 库中提供了 base::trace_event::TraceLog 类，该类是 TRACE_EVENT* ， TRACE_COUNTER* 等宏的底层实现，关于这些宏定义见 base/trace_event/common/trace_event_common.h 。

使用 TraceLog 的流程：

创建 TraceLog 的配置 TraceConfig;
开启 TraceLog： base::trace_event::TraceLog::GetInstance()->SetEnabled(...) ;
使用 TRACE_EVENT* 等宏记录 Trace： TRACE_EVENT0("test", "main") ;
如果配置了输出到 console, 则不需要后续步骤了；
如果想要在程序中获取到 Trace 的结果可以使用： base::trace_event::TraceLog::GetInstance()->Flush(...) ;

当使用 TRACE_EVENT(...) 来记录 Trace 时，默认情况下 Trace 数据会记录到 TraceLog::logged_events_ 中，流程如下：

TraceLog 只支持将 Trace 输出到 console 或者返回给到程序中，不支持写文件或者多进程，但是它提供了 hook 接口 base::trace_event::TraceLog::SetAddTraceEventOverrides() ，允许外部 hook trace 的流程，从而实现自己的处理。在 chromium 中就使用了这种方式来支持多进程的 Trace。如果有注册 trace hook，则在 TraceLog::AddTraceEventWithThreadIdAndTimestamp 中会将数据发给之前注册的 hook。

当用户调用 Flush 的时候会将 TraceLog::logged_events_ 中的数据转换为 json, 处理流程如下：

直接使用 TraceLog 的 demo 见 demo_tracing_console.cc

2. TracingService/Perfetto

chromium 使用 TraceLog 的 hook 机制扩展了 TraceLog，如果程序启动时添加了 --trace-startup=... 参数或者通过 chrome://tracing 来启动 trace，则会向 TraceLog 注册 3 个 TraceLog 的回调， TraceEventDataSource::OnAddTraceEvent, TraceEventDataSource::FlushCurrentThread, TraceEventDataSource::OnUpdateDuration，流程如下：

注册 hook 后，所有新的 Trace 都会被发送给 hook 函数，也就是 tracing::TraceEventDataSource 类，这个类由 //services/tracing 服务提供，用来将 TraceLog 对接到 Perfetto 。 Perfetto 是一个跨平台的 tracing 组件，包括一个可嵌入到其他程序中的 tracing 库以及用来可视化展示 trace 的工具 (https://ui.perfetto.dev/#!/和<chrome://tracing>)。关于 Perfetto 的详细信息见 https://perfetto.dev/#/.

在 chromium 中，Perfetto 被包装进 TracingService，以便支持多进程的 Trace 追踪，TracingService 的代码在 //services/tracing 目录中。直接使用 TracingService 的 demo 见 demo_tracing_perfetto.cc 。

下面的类图反应了 TracingService 是如何支持多进程的：

本来 Perfetto 也是支持多进程的，但是是使用自己定义的 IPC 通信，chromium 使用 mojo 替换掉了原本的 IPC 机制，以便让它更贴近 chromium, 并且可以支持 chromium 的沙箱机制。

3. Trace Viewer

获取到的 Trace 数据可以使用 TraceViewer 进行可视化，在 chromium 中使用 --trace-startup=... 或者 chrome://tracing 来获得 Trace 文件后可以使用 chrome://tracing 或者 https://ui.perfetto.dev/#!/ 来查看。这两个 Trace Viewer 不仅支持 json 格式的 Trace 文件也支持 Android systrace 和 ftrace 格式。

如果你想使用 TraceViewer 但是又不想引入 Perfetto 的库，可以自己将数据生成为 chrome json trace event 格式，在 base 库中以及 swiftshader 中都采用了这种方式，因为这种 trace 数据格式并不复杂，例如以下格式就是合法的 Trace 格式：