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[Linux] bpftrace:这个超好用的 Linux 性能工具,你还不知道?

服务系统 服务系统 发布于:2022-01-26 14:57 | 阅读数:688 | 评论:0

bpftrace 是 Linux 高级追踪工具和语言。该工具基于 eBPF 和 BBC 实现了通过探针机制采集内核和程序运行的信息,然后用图表等方式将信息展示出来,帮助开发者找到隐藏较深的 Bug、安全问题和性能瓶颈。
DSC0000.jpg
简介
bpftrace 是 Linux 高级追踪工具和语言。该工具基于 eBPF 和 BBC 实现了通过探针机制采集内核和程序运行的信息,然后用图表等方式将信息展示出来,帮助开发者找到隐藏较深的 Bug、安全问题和性能瓶颈。
bpftrace 使用 LLVM 作为后端,将脚本编译为 BPF 字节码,并利用 BCC 与 Linux BPF 系统交互,以及现有的 Linux 跟踪功能:内核动态跟踪(kprobes)、用户级动态跟踪(uprobes)、和跟踪点。bpftrace 语言的灵感来自 awk 和 C,以及 DTrace 和 SystemTap 等前置探测器。
DSC0001.jpg
项目地址是:
https://github.com/iovisor/bpftrace
下载安装
官方建议运行 Linux 4.9 内核或更高版本。某些工具可能适用于较旧的内核,但不再测试这些旧内核。
Ubuntu
# 适用于 Ubuntu 19.04 
sudo apt-get install -y bpftrace
# 在 Ubuntu 16.04 及更高版本上,bpftrace 也可用作 snap 包
sudo snap install --devmode bpftrace
sudo snap connect bpftrace:system-trace
Fedora
# 对于 Fedora 28(及更高版本),bpftrace 已包含在官方仓库中。只需使用 dnf 安装软件包
sudo dnf install -y bpftrace
Gentoo
# 在 Gentoo 上,bpftrace 包含在官方仓库中。可以通过 emerge 安装
sudo emerge -av bpftrace
sudo emerge -av bpftrace
其他
# 其他如 Debian、openSUSE、CentOS 可以分别在以下链接中进行下载安装
https://tracker.debian.org/pkg/bpftrace
https://software.opensuse.org/package/bpftrace
https://github.com/fbs/el7-bpf-specs/blob/master/README.md#repository
Docker
$ docker run -v $(pwd):/output quay.io/iovisor/bpftrace:master-vanilla_llvm_clang_glibc2.23 \
  /bin/bash -c "cp /usr/bin/bpftrace /output"
$ ./bpftrace -V
v0.9.4
工具
bpftrace 包含各种工具,这些工具也可作为 bpftrace 语言编程的示例。简单介绍几个工具。
bashreadline.bt
在系统范围内打印输入的 bash 命令:
# ./bashreadline.bt
Attaching 2 probes...
Tracing bash commands... Hit Ctrl-C to end.
TIME    PID  COMMAND
06:40:06  5526   df -h
06:40:09  5526   ls -l
06:40:18  5526   echo hello bpftrace
06:40:42  5526   echooo this is a failed command, but we can see it anyway
^C
biolatency.bt
I/O 延迟直方图:
# ./biolatency.bt
Attaching 3 probes...
Tracing block device I/O... Hit Ctrl-C to end.
^C
@usecs:
[256, 512)       2 |                          |
[512, 1K)       10 |@                           |
[1K, 2K)       426 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@|
[2K, 4K)       230 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@            |
[4K, 8K)         9 |@                           |
[8K, 16K)      128 |@@@@@@@@@@@@@@@                   |
[16K, 32K)      68 |@@@@@@@@                      |
[32K, 64K)       0 |                          |
[64K, 128K)      0 |                          |
[128K, 256K)      10 |@                      |
bitesize.bt
将磁盘 I/O 大小显示为直方图:
# ./bitesize.bt
Attaching 3 probes...
Tracing block device I/O... Hit Ctrl-C to end.
^C
I/O size (bytes) histograms by process name:
@[cleanup]:
[4K, 8K)         2 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@|
@[postdrop]:
[4K, 8K)         2 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@|
@[jps]:
[4K, 8K)         1 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@              |
[8K, 16K)        0 |                          |
[16K, 32K)       0 |                          |
[32K, 64K)       2 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@|
@[kworker/2:1H]:
[0]          3 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@|
[1]          0 |                          |
[2, 4)         0 |                          |
[4, 8)         0 |                          |
[8, 16)        0 |                          |
[16, 32)         0 |                          |
[32, 64)         0 |                          |
[64, 128)        0 |                          |
[128, 256)       0 |                          |
[256, 512)       0 |                          |
[512, 1K)        0 |                          |
[1K, 2K)         0 |                          |
[2K, 4K)         0 |                          |
[4K, 8K)         0 |                          |
[8K, 16K)        0 |                          |
[16K, 32K)       0 |                          |
[32K, 64K)       0 |                          |
[64K, 128K)      1 |@@@@@@@@@@@@@@@@@                   |
@[jbd2/nvme0n1-8]:
[4K, 8K)         3 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@|
[8K, 16K)        0 |                          |
[16K, 32K)       0 |                          |
[32K, 64K)       2 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@          |
[64K, 128K)      1 |@@@@@@@@@@@@@@@@@                   |
@[dd]:
[16K, 32K)       921 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@|
cpuwalk.bt
查看哪些 CPU 正在执行进程:
# ./cpuwalk.bt
Attaching 2 probes...
Sampling CPU at 99hz... Hit Ctrl-C to end.
^C
@cpu:
[0, 1)         130 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@  |
[1, 2)         137 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@  |
[2, 3)        99 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@        |
[3, 4)        99 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@        |
[4, 5)        82 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@            |
[5, 6)        34 |@@@@@@@@@@@@                    |
[6, 7)        67 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@              |
[7, 8)        41 |@@@@@@@@@@@@@@@                   |
[8, 9)        97 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@        |
[9, 10)        140 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@|
[10, 11)       105 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@       |
[11, 12)        77 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@            |
[12, 13)        39 |@@@@@@@@@@@@@@                    |
[13, 14)        58 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@                 |
[14, 15)        64 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@               |
[15, 16)        57 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@                 |
[16, 17)        99 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@        |
[17, 18)        56 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@                |
[18, 19)        44 |@@@@@@@@@@@@@@@@                  |
[19, 20)        80 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@             |
[20, 21)        64 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@               |
[21, 22)        59 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@                 |
[22, 23)        88 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@          |
[23, 24)        84 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@           |
[24, 25)        29 |@@@@@@@@@@                      |
[25, 26)        48 |@@@@@@@@@@@@@@@@@                   |
[26, 27)        62 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@               |
[27, 28)        66 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@              |
[28, 29)        57 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@                 |
[29, 30)        59 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@                 |
[30, 31)        56 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@                |
[31, 32)        23 |@@@@@@@@                      |
[32, 33)        90 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@           |
[33, 34)        62 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@               |
[34, 35)        39 |@@@@@@@@@@@@@@                    |
[35, 36)        68 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@            |
tcpconnect.bt
跟踪 TCP 活动连接(connect()):
# ./tcpconnect.bt
TIME   PID    COMM       SADDR      SPORT  DADDR      DPORT
00:36:45 1798396  agent      127.0.0.1    5001   10.229.20.82   56114
00:36:45 1798396  curl       127.0.0.1    10255  10.229.20.82   56606
00:36:45 3949059  Nginx      127.0.0.1    8000   127.0.0.1    37780
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原文地址:https://mp.weixin.qq.com/s/3z87Lsv5uB-FK8WuxJ3Siw

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