bpftrace 这个超好用的 Linux 性能工具，你还不知道？

2024-08-27 23:54:42

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来源：转载

供稿：网友

　　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。

　　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

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　　# 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

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　　# 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
　　1.
　　2.
　　Gentoo

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　　# 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

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　　# 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

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　　$ 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：

　　复制
　　# ./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：

　　复制
　　# ./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:

　　复制
　　# ./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：

　　复制
　　# ./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()）:

　　复制
　　# ./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

（编辑：武林网）

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