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

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

# 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