perf生成火焰图

火焰图简介

顾名思义，整个图形看起来就像一团跳动的火焰， 这也正是其名字的由来。燃烧在火苗尖部的就是 CPU 正在执行的操作，不过需要说明的是颜色是随机的，本身并没有特殊的含义，纵向表示调用栈的深度，横向表示消耗的时间.，因为调用栈在横向会按照字母排序，并且同样的调用栈会做合并，所以一个格子的宽度越大越说明其可能是瓶颈.。综上所述,，主要就是看那些比较宽大的火苗, 特别留意那些类似平顶山的火苗。

可视化生成器

下载火焰图可视化生成器FlameGraph

Cloning into 'FlameGraph'...
remote: Enumerating objects: 961, done.
remote: Total 961 (delta 0), reused 0 (delta 0), pack-reused 961
Receiving objects: 100% (961/961), 1.83 MiB | 118.00 KiB/s, done.
Resolving deltas: 100% (547/547), done.
# ls
FlameGraph

生成和创建火焰图需要如下几个步骤：

流程	描述	脚本
捕获堆栈	使用 perf/systemtap/dtrace 等工具抓取程序的运行堆栈	perf/systemtap/dtrace等
折叠堆栈	trace 工具抓取的系统和程序运行每一时刻的堆栈信息, 需要对他们进行分析组合, 将重复的堆栈累计在一起, 从而体现出负载和关键路径	FlameGraph的 stackcollapse工具
生成火焰图	分析 stackcollapse 输出的堆栈信息生成火焰图	flamegraph.pl

不同的 trace 工具抓取到的信息不同, 使用不同的stackcollapse 工具：

stackcollapse	描述
stackcollapse.pl	for DTrace stacks
stackcollapse-perf.pl	for Linux perf_events “perf script” output
stackcollapse-pmc.pl	for FreeBSD pmcstat -G stacks
stackcollapse-stap.pl	for SystemTap stacks
stackcollapse-instruments.pl	for XCode Instruments
stackcollapse-vtune.pl	for Intel VTune profiles
stackcollapse-ljp.awk	for Lightweight Java Profiler
stackcollapse-jstack.pl	for Java jstack(1) output
stackcollapse-gdb.pl	for gdb(1) stacks
stackcollapse-go.pl	for Golang pprof stacks
stackcollapse-vsprof.pl	for Microsoft Visual Studio profiles

perf生成火焰图

perf采集数据

perf record -F 99 -p 2347 -g -- sleep 30
[ perf record: Woken up 1 times to write data ]
[ perf record: Captured and wrote 0.627 MB perf.data (~27375 samples) ]

例1：perf record -a -F 99 -g -p `pidof dmserver` -- sleep 30  （-a所有核）
例2：perf record -C 0-15 -F 99 -g -- sleep 30（-C对应的核数）

perf record表示采集系统事件，没有使用 -e 指定采集事件，则默认采集 cycles(即 CPU clock 周期)，

-F 99 表示每秒 99 次，-p 2347 是进程号，即对哪个进程进行分析，-g 表示记录调用栈，sleep 30 则是持续 30 秒。

-F指定采样频率为 99Hz(每秒99次)，如果 99次 都返回同一个函数名，那就说明 CPU 这一秒钟都在执行同一个函数，可能存在性能问题。

perf record 命令可以统计每个调用栈出现的百分比, 然后从高到低排列.

perf report -n –stdio

生成火焰图

# 解析perf收集的信息
perf script -i perf.data &> perf.unfold
# 生成折叠后的调用栈
./stackcollapse-perf.pl perf.unfold &> perf.folded
# 生成火焰图
./flamegraph.pl perf.folded > perf.svg

我们可以使用管道将上面的流程简化为一条命令

perf script -i perf.data | ./stackcollapse-perf.pl | ./flamegraph.pl > perf.svg

解析火焰图

含义

火焰图是基于stack信息生成的SVG图片， 用来展示CPU的调用栈。

y轴表示调用栈： 每一层都是一个函数。 调用栈越深， 火焰就越高， 顶部就是正在执行的函数， 下方都是它的父函数。

x轴表示抽样数： 如果一个函数在x轴占据的宽度越宽， 就表示它被抽到的次数多， 即执行的时间长。 注意x轴不代表时间， 而是所有的调用栈合并后， 按字母顺序排列的。

火焰图就是看顶层的哪个函数占据的宽度最大。 只要有 “平顶”(plateaus)， 就表示该函数可能存在性能问题。

颜色没有特殊含义， 因为火焰图表示的是CPU的繁忙程度， 所以一般选择暖色调。

互动

火焰图是SVG图片，可以与用户互动。

鼠标悬浮： 火焰的每一层都会标注函数名， 鼠标悬浮时会显示完整的函数名、抽样抽中的次数、占据总抽样次数的百分比

点击放大： 在某一层点击，火焰图会水平放大，该层会占据所有宽度，显示详细信息。

Reset Zoom： 左上角，点击该链接，图片就会恢复原样。

搜索： 按下 Ctrl+F会显示一个搜索框，用户可以输入关键词或正则表达式，所有符合条件的函数名会高亮显示。

局限

两种情况下， 无法画出火焰图， 需要修正系统行为。

调用栈不完整： 当调用栈过深时，某些系统只返回前面的一部分（比如前10层）。

函数名缺失： 有些函数没有名字，编译器只用内存地址来表示（比如匿名函数）。