1、Perf介绍 perf是Linux下的一款性能分析工具，能够进行函数级与指令级的热点查找。它由一个叫Performance counters的内核子系统实现，基于事件采样原理，以性能事件为基础，支持针对处理器相关
1、Perf介绍perf是Linux下的一款性能分析工具，能够进行函数级与指令级的热点查找。它由一个叫“Performance counters“的内核子系统实现，基于事件采样原理，以性能事件为基础，支持针对处理器相关性能指标与操作系统相关性能指标的性能剖析，可用于性能瓶颈的查找与热点代码的定位。 Perf的主要功能和用途如下： 事件采样：Perf使用硬件性能计数器来采样事件，如CPU指令、缓存命中、缓存失效等，从而获取系统在运行时的性能数据。 调用图：Perf可以生成函数调用图，显示函数之间的调用关系和耗时，帮助识别程序的热点和性能瓶颈。 火焰图：火焰图是Perf输出的一种可视化图表，它可以直观地展示函数调用的耗时情况和函数的调用关系，以便快速准确地识别最频繁的代码路径，帮助快速定位性能瓶颈。 内存分析：Perf可以收集内存事件，如内存访问、缺页异常等，帮助识别内存性能问题。 锁分析：Perf可以监测锁的使用情况，帮助发现多线程程序中的竞争问题。 Tracing支持：Perf支持Linux Trace Toolkit Next Generation (LTTng)和eBPF等跟踪工具，用于深入分析系统的行为。 报告生成：Perf能够生成详细的报告和统计信息，方便用户理解和分析性能数据。 2、火焰图分类（1）CPU用途：检测导致CPU运行繁忙的原因。
（2）Memory Flame Graphs用途：检测应用程序内存使用量增加的原因。
（3）Off-CPU Flame Graphs用途：有些性能问题不是CPU的性能问题，即进程和线程不在CPU上运行时花费角度的时间，而是在程序请求期间花费了不少时间，这种情况也会成比例的影响性能。
（4）Hot/Cold Flame Graphs用途：将CPU和非CPU火焰图结合在一起。它在一个图表中显示了所有线程的运行时间，并允许直接比较在CPU和非CPU上的代码路径持续时间。
（5）Differential用途：红蓝差异火焰图，分析不同时刻CPU性能变化的原因。
3、火焰图安装命令（1）安装Perf工具
（2）下载可视化工具FlameGraph下载地址：GitHub - brendangregg/FlameGraph: Stack trace visualizer 4、火焰图demo测试测试程序如下：
程序编译命令：
（1）生成CPU火焰图1生成火焰图步骤如下： 程序运行结果如下：
使用浏览器打开perf.svg图，效果如下：
（2）火焰图表解析上图中每个方块代表堆栈中的一个函数，也叫堆栈帧。 y轴：表示堆栈深度，火焰越高，表示函数调用层级越深，最顶部的方块表示当前CPU上运行的函数，每一块的函数下方都是当前函数的调用方。 x轴：表示当前函数的采样数，与大多数图表不同，它不显示从左到右的时间流逝。左到右的排序没有意义（它按字母顺序排序以最大程度地合并帧），方框的宽度显示了它在CPU上运行的总时间（基于采样计数）。哪个方块的宽度比较大，就表示该函数可能存在性能问题。 注意：图标中颜色不具有显著意义，通常是随机选择的暖色调。这种可视化称为"火焰图"，因为它最初用于显示CPU上的热点，而且看起来像火焰。 它也是交互式的：将鼠标悬停在SVG上以显示详细信息，并单击进行缩放。 （3）当前程序图标分析从（1）中火焰图中看出，没有demo中定义的函数，这是因为printf函数占用改进程的CPU性能较高，而for循环逻辑占用性能较低，可以点击火焰图上的搜索按键Search进行搜索，本文搜索程序入口函数。 确定入口函数的步骤如下： a> 入口函数地址确定 输入下面命令
可执行文件信息如下：
b> 获取对应地址入口函数 输入下面命令：
由上图可知入口函数为_start，所以搜索_start函数。 _start搜索结果如下：
点击__libc_start_main函数，进入对于函数调用过程，如下：
（4）生成火焰图2将上面的代码中的#define DEF_PRINT 行进行屏蔽，这样函数就不会打印输出到屏幕上。重新编译代码，运行。
生成火焰图步骤跟上面（1）中一样，只是-p参数的进程ID号不同，生成的svg图片如下：
由svg图表可知，funcA在mainNoPrint进程中，占用该进程CPU 10%，funcB占用该进程CPU 20%，funcC占用该进程CPU 30%，funcD占用该进程CPU 40%。 （5）生成差分火焰图运行mainNoPrint函数，抓取系统所有进程的CPU，命令如下：
生成的火焰图如下：
停止mainNoPrint程序，抓取系统所有进程的CPU，命令如下：
生成的火焰图如下：
以perf.folded2的为基准，生成差分火焰图，命令如下：
生成的差分火焰图如下：
由红色部分图可知，CPU中funcD等函数占用的CPU增加了，蓝色部分相对于上次CPU减少了。 |
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